Magnituden oder wie Astronomen die Helligkeit von Sternen messen

In der Astronomie wird häufig eine komische Bezeichnung verwendet, wenn man von der Helligkeit von Himmelskörpern spricht. Man sagt beispielsweise: „Dieser Stern ist 1,3 Magnituden hell“ oder „Dieser Stern hat 1,3 Mag“. Was das genau bedeutet, und wie Astronomen die Helligkeit von Sternen angeben, erkläre ich hier.

Nahtod / Jenseits

Bild: spiegel online

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Helligkeit von Himmelskörpern anzugeben. Das eine ist die Scheinbare Helligkeit, das andere die Absolute Helligkeit. Der Unterschied zwischen Beiden ist der, das die „Scheinbare Helligkeit“ nur die Helligkeit angibt, die man von der Erde aus beobachten kann bzw. wie sie von der Erde aus „scheint“. Die Absolute Helligkeit gibt den tatsächlichen Helligkeitswert an. Aber wozu dann einen scheinbaren Wert benutzen, wenn man auch einen absoluten hat? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir etwas in der Zeit zurückreisen, in eine Zeit in der präzise Helligkeitsmessungen mittels modernen Gerätschaften noch nicht möglich waren und das einzige Mess-Medium das menschliche Auge war.

Etwa 150 v. Chr. teilte der griechische Astronom Hipparchos, die sichtbaren Objekte am Himmel in 6 Größenklassen ein. Die Sterne, die am hellsten strahlten, waren Sterne der Größenklasse 1, oder auch Sterne der 1. Größe. Jene, die gerade noch erkennbar waren, zählten zu Sternen der Größenklasse 6. So wurden damals alle Sterne, die am Himmel mit bloßem Auge sichtbar waren, in diese 6 Größenklassen unterteilt. Später wurde diese Skala in beide Richtungen korrigiert. Sowohl, was hellere Objekte betraf, wie – nach Aufkommen des Teleskops – auch erheblich schwächer Leuchtende. Erst 1850 wurde von Norman Pogson die Skala logarithmisch definiert, so das ein Stern erster Größe genau 100 Mal so hell ist wie ein Stern sechster Größe. In der Anwendung wird allerdings nicht das Wort „Größe“ verwendet, sondern das lateinische Wort für Größe, also „Magnitude“ oder kurz „mag“.

Die „Absolute Helligkeit“ gibt an, wie hell ein Stern tatsächlich ist. Es gibt mehrere Methoden, um die tatsächliche Helligkeit eines Himmelskörpers zu bestimmen. Die genauen Abläufe sind sehr komplex und es würde hier den Rahmen sprengen, doch zusammengefasst messen Astronomen die Entfernung zum Stern und die Menge und Intensität der empfangenen, elektromagnetischen Strahlung, also das Licht, des Objekts. Nun wird dieser Himmelskörper hypothetisch in einen Abstand von 10 Parsec (32,6 Lichtjahre) zur Erde gesetzt. Die Helligkeit, die nun erscheint, wird als „Absolute Helligkeit“ angegeben und ebenfalls als Magnitude gekennzeichnet.

Die „Scheinbare Helligkeit“ hat für Astronomen wenig Bedeutung. In erster Linie wird sie von Hobby- und Amateurastronomen verwendet. Hier mal ein paar Beispiele für scheinbare Helligkeiten von bekannten Himmelskörpern:

Pluto: 13,9 mag (nicht mit bloßem Auge sichtbar)
Uranus: 5,5 mag (gerade eben noch sichtbar)
Polarstern: 1,97 mag (einer der hellsten Sterne am Nachthimmel)
Saturn: -0,47 mag
Jupiter: -2,94 mag
Venus: -4,67 mag (schon sehr grell)
Mond: -12,73 mag
Sonne: -26,73 mag

Ich denke anhand dieser kleinen Auflistung bekommt man ein recht gutes Bild davon, in welchem Verhältnis die jeweiligen Helligkeiten zueinander stehen. Natürlich sind die -26,73 mag der Sonne im Verhältnis recht viel, doch unsere Sonne ist auch ein verhältnismäßig kleiner Stern. Würden wir jetzt einen Stern der 100-fachen Masse der Sonne in gleichem Abstand haben, würde die Magnituden-Skala auch ziemlich schnell an -35 oder -40 mag kommen.

Das war also ein kleiner Einblick in die Theorie der Helligkeitsangabe von Himmelskörpern. Vielleicht denkt sich ja irgendwann ein kluger Kopf eine neue Skala aus, die anschließend eingeführt wird. Im Moment baut sich allerdings unsere gesamte Bezeichnung der Helligkeiten auf die Überlegungen eines Mannes auf, der vor über 2000 Jahren gelebt hat – und bis jetzt fahren wir auch noch gut damit.

Über stellariumblog

Stellariumblog ist ein Info-und Newslog. Ich versuche, die oftmals komplizierte und unübersichtliche Fülle an Informationen und Wissen verständlich zu erklären. Mein Ziel ist es, mit diesem Blog so viele Menschen wie möglich von der Astronomie zu begeistern. Natürlich versuche ich, täglich die wichtigsten News aus den Bereichen Astronomie, Astrophysik und vergleichbaren Wissenschaften zu bloggen, ich bin allerdings Berufstätig und habe leider nicht jeden Tag ein bis zwei Stunden Zeit – seid also bitte etwas nachsichtig falls ich nicht immer alles als erster poste ;) Ich freue mich immer über positive Bewertungen, aber auch über konstruktive Kritik sowie Vorschläge und/oder Hinweise auf mögliche Fehler (ich bin auch nur ein Mensch). Ansonsten wünsche ich euch viel Spaß in meinem Blog.
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