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1.   Die Helligkeit der Gestirne

Die grundlegende Einteilung der Gestirne nach ihrer Helligkeit an unserem Himmel ist eine naheliegende und daher schon sehr alte Idee. Bereits im 2. Jahrhundert vor unserer Zeitrechnung begann im alten Griechenland Hipparch solche Überlegungen anzustellen. Etwa 3 Jahrhunderte später veröffentlichte Claudius Ptolemäus, der als Mathematiker und Geograph in Alexandrien wirkte, bereits ein 13bändiges Werk zur Astronomie, das Aussagen zum geozentrischen Weltbild und einen Sternenkatalog enthielt, in dem die Positionen und Helligkeiten von Sternen bis zur 4. Größenklasse erstaunlich genau aufgelistet wurde. Sein Katalog basierte vermutlich auf dem Sternkatalog von Hipparch. Die Helligkeitsskala, die von 1 bis 6 reichte, wobei die Objekte der 1. Größenklasse die hellsten und die der 6. Größenklasse die waren, welche man mit bloßem Auge gerade noch sehen konnte, war für viele Jahrhunderte gültig.

Auch die heute noch verwendete Einheit für Helligkeiten - Magnitude - stammt aus dieser Zeit und leitet sich von Magnitudo - Größenklasse - ab. Erst Mitte des 19. Jahrhunderts begann man damit, diese Werte zu präzisieren, denn optische Instrumente ermöglichten und forderten eine genauere Einteilung. Man stieß auf den Zusammenhang, dass eine Stern der 1. Größenklasse 100mal lichtstärker war als der der 6. Größenklasse. So kommt es, dass wir heute einen jeweils logarithmischen Sprung des 2,512fachen haben. Die besten Teleskope der Neuzeit können Objekte der 29. Größenklasse erspähen. Im Gegensatz zu denen, die wir mit bloßem Auge sehen können (6. Größenklasse), sind sie rund 600 Millionen mal lichtschwächer! Auch werden so Dezimalstellen für Größenklassen möglich. Aldebaran im Stier besitzt eine Größenklasse von 0,85 und Sirius, der hellste Stern des Nachthimmels, besitzt sogar einen negativen Wert von -1,47.

Eine Möglichkeit, Sterne nach ihrer Helligkeit einzuteilen, ist also die Größenklasse. Und auch wenn dieser Begriff dazu verleiten möge, so sagt er doch nichts über die eigentliche Größe - also die Masse oder das Volumen des Objektes aus. Die Gestirne am Nachthimmel sind unterschiedlich weit von uns entfernt. Ihr Licht hat eine mehr oder weniger lange Strecke zu uns zurückgelegt, wurde durch Gas und Staub gefiltert. Leuchtschwächere Sterne könne an unserem Himmel dennoch heller erscheinen als Sterne, die tausendmal mehr Licht produzieren, die aber einfach weiter entfernt von uns sind. Wir sprechen also von einer scheinbaren Helligkeit.

Bei ganzen Zahlen, wie zum Beispiel einem Stern mit einer scheinbaren Helligkeit von 4,0mag, spricht man auch heute noch von einem Objekt der 4. Größenklasse. Die meisten Objekte besitzen jedoch Stellen hinter dem Komma. Auch die Helligkeit von Planeten, Monden oder Nebel wird heute sehr exakt bestimmt in Magnitudo (mag) angegeben. Die scheinbaren Helligkeitsangaben verraten dem Kundigen viel darüber, wie hell ein Objekt derzeit am Himmel leuchtet, ob er für die Suche nach ihm ein Fernglas oder sogar ein Teleskop benötigt und lässt uns Helligkeitsschwankungen empirisch und genau verfolgen.

Bei nicht "punktförmigen" Objekten, wie zum Beispiel Nebeln, werden die Helligkeitsangaben auf die Gesamtfläche bezogen berechnet. Ein Nebel, der eine scheinbare Helligkeitsangabe besitzt, die uns von Sternen her vertraut ist, ist im Teleskop somit deutlich lichtschwächer und schwieriger zu beobachten. Dies führt bei Neueinsteigern in der Astronomie oft zu Verwirrung und Enttäuschung.

Bleibt noch die Frage, wie leuchtstark ein Objekt in Wirklichkeit ist. Um die so genannte absolute Helligkeit von Sternen zu dokumentieren, hat man sich auf folgendes geeinigt: man setzt alle Sterne mathematisch in eine Entfernung von 10 Parsec, das sind 32,6 Lichtjahre, zu uns. Je kleiner der Wert, umso mehr steigt auch hier die Helligkeit, in diesem Falle sogar die wahre Leuchtkraft des Sterns. Dabei kommt es zu Magnituden von bis zu -9!

Noch eine kleine Anmerkung: meist ist in der Umgangssprache mit "Helligkeit" die scheinbare Helligkeit gemeint, da sie in der Amateurastronomie die größere Bedeutung hat.

2.   Die Entfernung von Gestirnen

Auch wenn Entfernungsangaben oft unser Vorstellungsvermögen sprengen, so werden sie gern genannt, um Dimensionen im All in ein Verhältnis zu setzen. Ich bin mir bewusst, dass Sie sich die Strecken von 100 Millionen Lichtjahren nicht bildlich vorstellen können, aber dennoch sagt dieser Wert etwas aus: u.a., dass das Licht dieses Objektes 100 Millionen Erdenjahre zu uns unterwegs war.

Das Licht des Mondes ist nur rund 1 Sekunde zu uns unterwegs. Das der Sonne rund 8 Minuten. Und reflektiertes Licht der äußeren Planeten braucht bereits einige Stunde, bis es uns erreicht. Man bekommt also ein Gefühl dafür, was man sieht - ob einen aktuellen oder einen längst vergangenen Zustand. Mit der Zeit entwickelt man so eine, wenn auch sehr grobe Vorstellung davon, mit welchen räumlichen Distanzen wir es in der Astronomie zu tun haben und warum ein Blick zum Sternenhimmel auch immer eine Reise in die Vergangenheit unseres Alls ist.

Es gibt unterschiedlichen Möglichkeiten, die Entfernung von Objekten im Universum zu bestimmen. Je weiter ein Objekt entfernt ist, umso komplizierter werden diese Berechnungen. Ich möchte an dieser Stelle also verzichten, genauer auf die Methoden einzugehen. Vielmehr sollen einige Distanzen genannt und beschrieben werden.

3. Abstände und Größe von Objekten

Um Distanzen von Objekten an unserer scheinbaren Himmelskugel zu beschrieben, die nichts über den tatsächlichen Abstand aussagen, denn es handelt sich ja um eine pure Projektion, bedient man sich der Einheiten Grad, Bogenminute und Bogensekunde. Dabei geht man von einem Vollkreis aus, der 360 Grad umfasst. In ihm finden sich 60 Bogenminuten (') in denen wiederum 60 Bogensekunden (") enthalten sind. 1 Grad hat somit 3600 Bogensekunden. Diese Angaben, so man regelmäßig mit ihnen arbeitet, dienen dazu, bereits vor der eigentlichen Beobachtung eine ungefähre Vorstellung davon zu haben, in welcher Distanz zwei Gestirne, z.B. einem Rendezvous zwischen zwei Planeten, zueinander stehen.

Vor allem bei der Auflösung von Doppelsternen hat der Winkelabstand eine Bedeutung. Man kann so das Auflösungsvermögen des eigenen Instrumentes testen, also überprüfen, welche Winkelkomponenten es noch voneinander zu trennen vermag. Nicht zu vergessen sei natürlich die Bedeutung eines scheinbaren Durchmessers, der viel darüber verrät, wie groß ein Gestirn im Fernglas oder Teleskop erscheint, ob man Einzelheiten auf der Oberfläche erwarten darf oder eine Phasengestalt gut zu erkenne ist.

Für größere Abstände am Himmel und zur allgemeinen Orientierung im Gespräch miteinander, kann die ausgestreckte Hand dienen, welche eine grobe Messung zulässt. Die gespreizten Finger einer Hand, von der Spitze des kleinen Fingers bis zur Daumenspitze betrachtet, überspannen einen Winkel von rund 20o. Der bloße Handrücken bei aneinander gelegten Fingern bedeckt rund 10o und die Breite des Zeigefingers 1o.