Die Helligkeit der Sterne

Die Astronomie hat ein Problem: Die Objekte, die sie untersuchen will, sind nicht direkt greifbar, wie beispielsweise Objekte in der Physik, Chemie oder Biologie. Sterne abzumessen ist daher nicht so einfach, wie Körper abzuwiegen oder die Inhaltsstoffe von Flüssigkeiten zu bestimmen. Die Helligkeit von Sternen zu bestimmen, klingt deutlich komplizierter.

Mit ihr beschäftigt sich die Photometrie. Angegeben wird die Helligkeit der Sterne in Größenklassen. Ähnlich wie bei der Temperatur gibt es vom Nullpunkt ausgehend einen positiven und negativen Bereich. Die Einheit, in der gemessen wird heißt Magnitude (mag oder m). Geübte Beobachter können mit Hilfe visueller Techniken die Helligkeit bis auf 0,2mag genau mit bloßem Auge schätzen. Dank geeigneter Messgeräte wie CCD-Kameras und einer geeigneten Computer-Software gelingt eine noch genauere Messung.

Die scheinbare Helligkeit der Sterne

Wenn wir in den Himmel schauen, fällt uns sofort auf, dass nicht alle Sterne gleich hell leuchten. Was wir hier wahrnehmen, ist die scheinbare Helligkeit.

Mehr als 2.000 Jahre ist es her, dass der griechische Astronom Hipparch die Sterne in Größenklassen ordnete, die von 1 bis 6 reichten. Sterne der Größenklasse 6 kann man mit bloßem Auge in einer mondlosen Nacht gerade noch erkennen.

Seitdem ist in der Optik viel passiert. Immer bessere Teleskope helfen uns, Sterne zu erkennen, die man mit bloßem Auge nicht sehen kann. Das Hubble Teleskop macht beispielsweise Sterne von bis zu 31mag für uns sichtbar.

Der Helligkeitsunterschied zwischen zwei Sternen ist nicht willkürlich. Die Abnahme der Helligkeit ist logarithmisch und die Helligkeit zwischen zwei Größenklassen unterscheidet sich um den Faktor 2,512. Damit ist ein Stern mit 1mag 2,512 Mal heller als ein Stern der Größenklasse 2mag und 6,31 Mal heller als ein Stern der Größenklasse 3mag.

Einige Sterne und Planeten sind heller als die 1. Größe, weshalb der negative Bereich zur Einteilung der Helligkeit eingeführt wurde. Sirius erscheint als hellster Stern (-1,46mag). Mars und Jupiter liegen bei -2,8mag und Venus erscheint mit -4,4mag sogar noch heller. Unsere Sonne bringt es auf -26,8mag und der Vollmond auf -12,7mag.

Die absolute Helligkeit der Sterne

Die scheinbare Helligkeit sagt noch nichts darüber aus, wie hell die Sterne tatsächlich leuchten. Diese kann erst eingeschätzt werden, wenn man auch die Entfernung kennt, aus der wir die jeweiligen Sterne betrachten. Wären also alle Sterne gleich weit von uns entfernt, könnten wir auf einen Blick die absolute Helligkeit einschätzen. Als Standard wurden 32,6 Lichtjahre = 10 Parsec festgelegt. Man berechnet so, wie hell die Sterne erscheinen würden, wären alle genau 32,6 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Die absolute Helligkeit können wir damit nur herausfinden, wenn wir die Entfernung zur Erde kennen. Mit Hilfe der scheinbaren Helligkeit kann dann die absolute Helligkeit berechnet werden. Sie wird ebenfalls in Magnituden angegeben aber mit einem großen M abgekürzt. Unsere Sonne bringt es auf eine absolute Helligkeit von 4,8M. Sirius besitzt dagegen eine absolute Helligkeit von 1,4M. Sirius ist damit heller als unserer Sonne und erscheint uns nur weniger hell, da er weiter entfernt ist.

Mit diesem Wissen können auch die Sternenliebhaber, die sich bisher noch nicht mit der Helligkeit der Sterne auseinandergesetzt haben, die nächste Beobachtung aus einem etwas anderen Blickwinkel angehen.

Bildquelle: NASA