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Entfernungen im All Lichtjahr, Parsec, Astronomische Einheit

Wollt ihr in die Tiefen des Weltalls tauchen und ausmessen, wie weit das Firmament reicht? Dann kommt mit: Wir durchmessen die vielen Kilometer bis zum Mond, reisen in Astronomischen Einheiten zu den Planeten, überwinden die Lichtjahre zum nächsten Stern. Und gucken noch darüber hinaus.

Stand: 17.10.2022 | Archiv

Illustration: Vermessung der Entfernungen im Weltall. Die Abstände innerhalb des Sonnensystems können mit Kilometern oder Astronomischen Einheiten (AE) angegeben werden, für die Strecken bis zum nächsten Stern braucht man schon Lichtjahre als Einheit. Objekte außerhalb unserer Galaxie sind manchmal so weit entfernt, dass die Entfernung in Parsec angegeben wird, den Parallaxensekunden.  | Bild: BR

Wenn an einem lauschigen Abend das ganze Sternenzelt mit einem Lichtermeer übersät ist, dann scheint das Firmament tatsächlich die feste Himmelssphäre, die man sich im Mittelalter vorstellte: das Gewölbe, an dem die Sterne befestigt sind. Doch weder sind die Fixsterne so fest verankert, wie ihr Name andeutet, noch spannt sich das Gewölbe als so begrenzter Raum über unsere Erde. Wenn wir zum dunklen Nachthimmel blicken, sehen wir in die unendlichen Weiten des Alls. Und zwei Sterne, die am Firmament dicht nebeneinander stehen, sind womöglich Hunderte von Lichtjahren voneinander entfernt.

Die Weiten des Weltraums sprengen die irdischen Maße. Daher braucht es andere Maßeinheiten: Lichtjahre, Parsec und Kiloparsec geben neben der Astronomischen Einheit die Entfernungen an.

Schritt für Schritt in die unendlichen Weiten

Wollt ihr ein Gefühl bekommen für die unendlichen Weiten? Dann blickt zunächst einmal zum Mond: Er ist rund 400.000 Kilometer von der Erde entfernt - ein kosmischer Katzensprung. Das Licht braucht von ihm nur 1,28 Sekunden zu uns. Dagegen ist die Venus, wenn sie strahlend heller Abendstern ist, meist schon über 40 Millionen Kilometer von uns weg - hundertmal weiter als der Mond. Von ihr braucht das Licht gut zwei Minuten bis zur Erde. Das Licht der Sonne wandert über acht Minuten durch's All zu uns, denn unser Zentralstern ist rund 150 Millionen Kilometer entfernt. 

Unterwegs im Sonnensystem

Der mittlere Abstand der Erde zur Sonne ist 149.597.870 Kilometer. Dieser Abstand wurde als neue Einheit festgelegt, die vor allem dazu dient, Entfernungen innerhalb des Sonnensystems anzugeben: die Astronomische Einheit AE (oder international: Astronomical Unit AU). Unsere Entfernung zur Sonne beträgt also ein AE. Jupiter ist von uns bereits vier AE entfernt (wenn er uns am nächsten ist), Saturn über acht AE. Die äußersten Planeten sind noch weiter entfernt: Uranus mindestens 18 AE, Neptun mindestens 29 AE. Der Zwergplanet Pluto ist mindestens 30 AE entfernt, kann sich aber auch über 50 AE von uns entfernen - mehr als 7,5 Milliarden Kilometer. Das Licht der Sonne erreicht ihn erst nach sechs Stunden. Doch damit sind wir immer noch innerhalb unseres Sonnensystems - in allernächster Nähe.

MaßeinheitAbk.Entfernung
Astronomische EinheitAE149.597.870 km
8,32 Lichtminuten
Lichtgeschwindigkeit299.792,458 km/s
LichtsekundeLs299.792,458 km
LichtminuteLm17,99 Mio km
LichtstundeLh1,08 Mrd km
LichtjahrLJ9.460,5 Mrd km
= 63.240 AE
Parsecpc3,262 LJ
31.000 Mrd km
Kiloparseckpc1.000 pc
3.262 LJ
31.000.000 Mrd km
MegaparsecMpc1.000 kpc
1 Mio pc
3,262 Mio LJ

Zum nächsten Stern - Nachbarsterne der Sonne

Unsere nächsten Nachbarn

Alles immer noch Kinkerlitzchen im Vergleich zum nächstgelegenen Stern: Der Nachbarstern unserer Sonne, Proxima Centauri im südlichen Sternbild Zentaur, ist etwa 39.900 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Jetzt wird es unhandlich mit den Kilometern. Auch Astronomische Einheiten (in diesem Fall schon 266.000 AE) helfen hier nicht weiter. So weit reist nur das Licht, das in der Sekunde fast 300.000 Kilometer zurücklegt, - und es braucht Jahre dafür: 4,2 Lichtjahre ist Proxima Centauri entfernt. Ein Lichtjahr (LJ) entspricht 9,4605 Billionen Kilometern oder 63.240 AE.

Mit Lichtjahren lässt sich jetzt unsere eigene Galaxis vermessen: Das Zentrum der Milchstraße ist rund 26.000 Lichtjahre von uns entfernt, ihr Durchmesser liegt bei etwa 100.000 Lichtjahren. Alle Sterne, die ihr am Nachthimmel seht, gehören zu unserer eigenen Galaxie. Auch alle Sternhaufen und Nebel, die ihr mit einem Teleskop entdecken könnt, sind galaktische Phänomene - Objekte innerhalb der Milchstraße.

Intergalaktische Nachbarn der Milchstraße

Eine Nachbar-Galaxie

Doch ihr könnt noch weiter blicken: 160.000 bzw. 210.000 Lichtjahre von uns entfernt befinden sich die beiden Magellanschen Wolken, die ihr am Südhimmel mit bloßem Auge erkennt. Und am Nordhimmel seht ihr im Herbst den Andromedanebel, der noch zehnmal weiter weg ist - mehr als zwei Millionen Lichtjahre. Das sind unsere intergalaktischen Nachbarn - eigene Galaxien, die wieder aus Milliarden Sternen, Sternhaufen und Nebeln bestehen.

Objekte außerhalb unseres Sonnensystems, die extrasolaren Objekte, werden auch als Deep-Sky-Objekte bezeichnet - Sterne, Nebel und ferne Galaxien. Viele könnt ihr mit bloßem Auge sehen, doch reizvoll wird die Beobachtung erst durch ein gutes Fernglas oder ein Teleskop. Viele Sterne entpuppen sich dann als Doppelsterne oder Mehrfachsysteme, Sternhaufen zeigen sich in voller Pracht und manch' nebeliges Fleckchen wird zum farbenprächtigen Spektakel.

Der sichtbare Rand

Hochleistungsgeräte wie das Weltraumteleskop Hubble, sein Nachfolger James Webb oder große Radioteleskope haben die durchmessenen Entfernungen weiter anwachsen lassen - sie erspähen ferne Galaxien oder Quasare, die bis zu 13 Milliarden Lichtjahre entfernt sind - der Rand des heute bekannten Universums. Quasare sind aktiven Galaxienkernen, die alles überstrahlen.

Sehr viel weiter können auch Hochleistungsteleskope nicht sehen: Man schätzt das Alter des Universums auf 13 bis 15 Milliarden Jahre - und nur so lange hatte dann auch ein Lichtstrahl Zeit, bis zu uns zu reisen, damit wir ihn sehen können. Der Blick in die Ferne des Universums ist damit auch immer ein Blick in seine Vergangenheit: Erreicht uns heute das helle Licht einer Sternenexplosion, die 100.000 Lichtjahre entfernt ist, dann hat diese Explosion auch vor 100.000 Jahren stattgefunden.

Die Parallaxensekunde

Neben den Lichtjahren ist es heute üblich, große Entfernungen in Parsec (pc) auszudrücken, der Parallaxensekunde: Als Parallaxe bezeichnet man die scheinbare Verschiebung eines Objekts durch eine Veränderung des Beobachterstandpunkts. Wenn ihr vor eurer Haustür steht und zum Mond blickt, scheint er an einer anderen Stelle zu stehen als von eurem Schlafzimmerfenster aus.

Durch die messbare Parallaxenverschiebung lässt sich bestimmen, wie weit ein Stern entfernt ist. Eine Astronomische Einheit hat aus 3,262 Lichtjahren Entfernung eine Parallaxe von genau einer Bogensekunde - diese Entfernung wurde daher als Parallaxensekunde festgelegt: 1 Parsec. Die schwächsten Sterne, die ihr noch am Himmel sehen können, sind bis zu tausend Parsec entfernt - ein Kiloparsec (kpc) oder über 3.000 Lichtjahre; tausend Kiloparsec ergeben ein Megaparsec (Mpc).


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