Was bedeutet die Größe eines Sterns (oder eines Kometen)?

By | December 1, 2023

Astronomen waren von den Explosionen des Kometen Pons-Brooks begeistert, die ihn jeweils bis zu 100 Mal zum Leuchten brachten. Für Kenner gibt es Berichte über das Ausmaß der Explosion nach der Explosion, die Aufschluss darüber geben, ob es sich lohnt, den wandernden Eisvulkan zu lokalisieren, oder ob es sich nur um einen Wunschtraum handelt. Es ist eine häufige Geschichte mit Kometen und anderen vorübergehenden Besuchern unseres Himmels. Diejenigen, die mit der Sprache nicht vertraut sind, verpassen jedoch möglicherweise etwas, das ihnen möglicherweise den Einstieg in die Aufregung ermöglicht hat, die die Amateurastronomie mit sich bringen kann. Schlimmer noch: Andere verbringen Stunden in einem kalten Feld und suchen nach etwas, das sie nicht sehen können.

Auch wenn Sie nicht vorhaben, selbst danach zu suchen, kann die Größe eines astronomischen Objekts ein wichtiges Merkmal der Informationen darüber sein und wird häufig einbezogen. Es ist also Zeit für eine Erklärung.

Die astronomische Größe kann Neulinge auf diesem Gebiet verwirren. Das erste Problem, auf das Menschen oft stoßen, ist, dass größere Größenordnungen schwächer sind als kleinere Größenordnungen. Tatsächlich haben die hellsten Objekte – wie Sonne, Mond und Venus – negative Helligkeiten. Ein Komet negativer Größe oder ein explodierender Stern klingt nicht sehr aufregend, ist aber tatsächlich ein einmaliges Ereignis, das man auf keinen Fall verpassen sollte.

Die erste Frage ergibt viel mehr Sinn, wenn man die Ursprünge der Magnitudenskala versteht. Im zweiten Jahrhundert bemerkte der Astronom Ptolemaios, dass die meisten der wirklich hellen Sterne, die er sehen konnte (außer Sirius), in ihrer Helligkeit einigermaßen ähnlich waren, und kategorisierte sie als „Sterne erster Größe“. Diejenigen, die geringfügig, aber deutlich schwächer waren, gehörten zur zweiten Größenordnung und so weiter.

Dies wurde zur Grundlage unseres aktuellen Systems, wurde aber seitdem auf eine strengere Grundlage gestellt. Es wird davon ausgegangen, dass Wega eine Magnitude von Null hat. Sirius erhielt zusammen mit einigen Planeten und zwei Sternen, die zu weit südlich liegen, als dass Ptolemäus sie leicht erkennen könnte, negative Bezeichnungen.

Eine Helligkeit von 1 (z. B. der Stern Spica) ist 2,52-mal schwächer als Wega. Magnitude 2 ist noch einmal 2,52-mal schwächer (Polaris ist das bekannteste Beispiel). Wenn 2,52 wie eine seltsame Wahl erscheint, wird sie verwendet, weil sie bedeutet, dass Sterne, die 5 Größenordnungen voneinander entfernt sind, fünfmal heller sind als die anderen.

Einige bedeutende Beispiele

Objekt Größe
Sonne -27
Vollmond -13
Venus (maximal) -4,8
Sirius -1,5
Supernova 1987a (Höhepunkt) 2.9
Supernova 1054 (Ursache des Krebsnebels) -6
Komet Pons-Brooks (jetzt) 12.7
Komet Pons Brooks (vorhergesagter Höhepunkt ohne Explosion) 4.3
Komet Pons-Brooks (maximales Potenzial bei rechtzeitiger Explosion) 0

Optische Instrumente haben es uns ermöglicht, viel weiter zu gehen. Bei dunklem Himmel ist es normalerweise mit einem guten Fernglas möglich, bis zur Stärke 10 zu sehen – und mit einem Gartenteleskop können Sie bis in die Teenager-Jahre vordringen. Das JWST kann Galaxien mit einer Helligkeit von 34 erkennen. In all diesen Fällen bedeutet jede zusätzliche Helligkeit, dass sie um den Faktor 2,52 oder 100 hoch ein Fünftel schwächer sind.

Komplizierende Faktoren

Allerdings ist die Größe nicht immer konstant. In Katalogen wird der veränderliche Stern Beteigeuze oft mit einer Helligkeit von 0,5 aufgeführt, aber während seiner großen Verdunkelung 2019–20 sank sie auf 1,7. Dieses Jahr war es also 50 % heller, was einer Stärke von 0,0 entspricht. Planeten können noch stärker variieren. Bei einem nahen Vorbeiflug wie im Jahr 2018 könnte der Mars eine Helligkeit von -2,9 erreichen, aber selbst wenn er hinter der Sonne hervortritt, wird sie nur etwa 1,4 betragen.

Eine geringe Helligkeit ist auch keine Garantie dafür, dass wir etwas sehen können. Neben Stadtlichtern und Wolken können auch andere Objekte am Himmel die Sicht erschweren. Kometen sind im Allgemeinen am hellsten, wenn sie auf ihrer Umlaufbahn der Sonne am nächsten sind, und wenn die Position der Erde nicht sehr gut ist, tendieren die beiden für uns dazu, sich auszurichten. Selbst ein Komet mit sehr geringer Helligkeit ist schwer zu erkennen, wenn er noch in der Dämmerung untergeht.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass es für ein Objekt mehr als eine Größe gibt. Wenn wir von der visuellen Helligkeit einer astronomischen Sache sprechen, meinen wir meistens, wie hell sie dem durchschnittlichen Beobachter auf der Erde erscheint, was technisch als scheinbare Helligkeit bezeichnet wird. Gelegentlich werden jedoch verwandte, aber unterschiedliche Größenskalen relevant.

Manchmal ist es wichtiger, über die absolute Größe eines Objekts zu sprechen. Ein relativ erdnaher Stern erscheint heller als ein ähnlicher Stern, der viel weiter entfernt ist. Folglich schufen Astronomen eine absolute Helligkeit, um die intrinsische Helligkeit zu messen. Bei Sternen misst dies, wie hell sie in einer Entfernung von 10 Parsec (32,6 Lichtjahren) erscheinen würden.

Für Planeten, Asteroiden oder Kometen ist eine solche Entfernung jedoch völlig nutzlos – selbst mit unserem leistungsstärksten Teleskop wäre aus so großer Entfernung fast keiner von ihnen sichtbar. Daher wird die absolute Helligkeit von Objekten, die Sonnenlicht reflektieren, in einer Entfernung von einer astronomischen Einheit (Entfernung von der Erde zur Sonne) gemessen.

Es gibt noch einen letzten Aspekt, der erwähnenswert ist, da wir so viel über Kometen sprechen. Wenn wir über etwas sprechen, das wir als schwachen Fleck und nicht als einzelnen Lichtpunkt sehen, ist die Größe die Anhäufung der gesamten Helligkeit, die wir sehen können. Wenn es um Lichtverschmutzung oder Störungen durch den Mond geht, ist Streulicht viel stärker betroffen. Daher kann es manchmal schwierig sein, einen Kometen oder Nebel vierter Größe mit einem Fernglas oder einem kleinen Teleskop zu erkennen, wenn ein Stern vierter Größe im gleichen Sichtfeld leicht zu erkennen ist.

Etwas, an das man sich erinnern sollte, wenn die Kometen des Jahres 2024 den Erwartungen gerecht werden.

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