Helligkeiten und Entfernungen der Sterne
Die Helligkeit, die wir von einem Stern sehen, hängt davon ab, wie stark er leuchtet. Sterne wie Sirius und Rigel leuchten immer gleich hell, während Planeten wie Mars mal heller und mal schwächer erscheinen. Die Entfernung von Sternen zur Erde kann mithilfe der Parallaxe bestimmt werden. Neugierig geworden? Dann schau dir den folgenden Text an und erfahre mehr darüber.
- Helligkeit und Entfernungen der Sterne
- Scheinbare Helligkeit eines Sterns
- Entfernung eines Sterns
- Was versteht man unter Parallaxe?
- Einheiten zum Angeben von Entfernungen der Sterne von der Erde
- Absolute Helligkeit von Sternen
- Zusammenfassung – Helligkeit und Entfernung der Sterne
- Häufig gestellte Fragen zum Thema Helligkeit und Entfernung der Sterne
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Lerntext zum Thema Helligkeiten und Entfernungen der Sterne
Helligkeit und Entfernungen der Sterne
Bereits im Altertum wurde auf Grundlage von Sternenbeobachtungen eine Skala für die scheinbare Helligkeit eines Sterns festgelegt. Die unterschiedliche Helligkeit der Sterne am nächtlichen Himmel diente dazu, den Sternenhimmel zu ordnen.
Scheinbare Helligkeit eines Sterns
Ein physikalisches Maß für den von unserem Auge registrierten Lichteindruck ist die sogenannte scheinbare Helligkeit , also die zur Erde gelangte Strahlungsintensität eines Sterns.
Als Maß für wurden die hellsten Sterne mit bezeichnet und die schwächsten, gerade noch mit unserem Auge sichtbaren Sterne mit . Mittlerweile ist diese Skala um negative Werte und um Zwischenwerte erweitert worden. Je kleiner der Wert ist, desto heller ist der Himmelskörper.
Himmelskörper | Scheinbare Helligkeit |
---|---|
Sirius | |
Rigel | |
Polarstern | bis |
Mars | bis |
In dieser Tabelle finden wir auf der einen Seite Himmelskörper und auf der anderen Seite die scheinbare Helligkeit, diesmal auch mit negativen Zahlen, da es sich um relativ helle Himmelskörper handelt. Die ersten drei Himmelskörper – Sirius, Rigel und der Polarstern – sind Fixsterne. Die entsprechende scheinbare Helligkeit ist konstant. Die beiden anderen Einträge sind die Planeten Venus und Mars. Sie ändern durch ihre Bewegung um die Sonne ihre Entfernung von der Erde und variieren daher in ihrer scheinbaren Helligkeit.
Entfernung eines Sterns
Die scheinbare Helligkeit eines Sterns wird durch seine Leuchtkraft und durch seine Entfernung von der Erde beeinflusst.
Diese Abbildung verdeutlicht, dass sich das Licht einer Lichtquelle mit zunehmender Entfernung von dieser Lichtquelle auf eine immer größere Fläche verteilt. Daher erscheint ein Stern in geringerer Entfernung heller als in weiterer Entfernung. Wie lässt sich nun die Entfernung eines Sterns bestimmen?
Durch die Erdbewegung um die Sonne ändert sich die scheinbare Position eines Sterns am Himmel.
Was versteht man unter Parallaxe?
Als Parallaxe bezeichnet man die scheinbare Änderung der Position eines Objekts, wenn der Betrachter seine eigene Position verschiebt.
Die Astronomie hat den halben Beobachtungswinkel zwischen den Sehstrahlen von der Position der Erde zu einem Stern als Parallaxe bezeichnet. Die Erde umläuft die Sonne auf einer elliptischen Bahn. Die mittlere Entfernung der Sonne zur Erde wird als eine astronomische Einheit bezeichnet. Das Einheitenzeichen dafür ist .
Nun sind die gemessenen Sternparallaxen sehr, sehr klein. Daher benutzt man für diese Parallaxen einmal die Winkelminute
und die Winkelsekunde:
Ein Stern mit einer Parallaxe von einer Winkelsekunde hat einen Abstand zur Erde von rund .
Es leuchtet ein, dass wir eine neue Entfernungseinheit benötigen. Für die Parallaxensekunde Parsec mit dem Einheitenzeichen gilt:
Hier sehen wir einen Stern, der unter der Parallaxensekunde beobachtet wurde.
Einheiten zum Angeben von Entfernungen der Sterne von der Erde
Es gibt aber noch eine weitere Entfernungseinheit. Das Lichtjahr wird abgekürzt mit oder . Das Lichtjahr ist die Entfernungseinheit, die das Licht im Vakuum in einem Jahr zurücklegt.
Daraus ergibt sich:
Absolute Helligkeit von Sternen
Die scheinbare Helligkeit ist von der Entfernung der Erde und ihrer Leuchtkraft abhängig. Um diese Abhängigkeiten zu umgehen und eine bessere Vergleichbarkeit herstellen zu können, wurde in der Astrophysik die absolute Helligkeit eingeführt. Damit wird die Helligkeit bezeichnet, mit der ein Stern aus einer Entfernung von zu beobachten ist. Um einen Wert von , der absoluten Helligkeit, anzugeben, wird ein Stern gedanklich so verschoben, dass er in einer Entfernung von zehn Parsec versetzt wird. Ist er tatsächlich weiter, erscheint er natürlich dann näher an der Erde und wird gedanklich heller und umgekehrt wird er gedanklich dunkler, wenn er aus einer näheren Entfernung nach zehn Parsec verschoben wird.
Die absolute Helligkeit ist die Helligkeit, die ein Stern in einem Abstand von zehn Parsec hätte (dies gilt für alle Sterne). Die absolute Helligkeit sagt also aus, wie hell uns ein Stern auf der Erde erscheinen würde, wenn er sich von uns
entfernt befände.
Zusammenfassung – Helligkeit und Entfernung der Sterne
Als Maß für die scheinbare Helligkeit werden die hellsten Sterne mit bezeichnet und die schwächsten, gerade noch mit unserem Auge sichtbaren Sterne mit . Mittlerweile ist diese Skala um negative Werte und um Zwischenwerte erweitert worden.
Als Parallaxe bezeichnet man die scheinbare Änderung der Position eines Objekts, wenn der Betrachter seine eigene Position verschiebt.
Ein Stern mit einer Parallaxe von einer Winkelsekunde hat einen Abstand zur Erde von rund .
- Die absolute Helligkeit ist die Helligkeit, die ein Stern in einem Abstand von zehn Parsec hätte.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Helligkeit und Entfernung der Sterne
Helligkeiten und Entfernungen der Sterne Übung
-
Definiere die folgenden Begriffe zum Thema Helligkeit und Entfernungen der Sterne.
-
Gib an, mit welchen Zahlen die Größen zu Helligkeiten und Entfernungen von Sternen angegeben werden können.
-
Erkläre, welche Bedeutung die absolute Helligkeit bei der Klassifikation von Sternentypen besitzt.
-
Bestimme die Entfernung des hellsten Sterns am Nachthimmel von der Erde.
-
Veranschauliche dir die scheinbaren Helligkeiten typischer Himmelskörper am Nachthimmel.
-
Ermittle, wie weit der nächstgelegene Stern unseres Sonnensystems entfernt ist.
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