Astronomische Maßeinheiten


Astronomische Maßeinheiten

Astronomische Maßeinheiten werden verwendet, um den spezifischen Bedürfnissen der Astronomie gerecht zu werden (der Ausdruck ist nicht zu verwechseln mit der Astronomischen Einheit, die eine dieser Maßeinheiten ist). Mitaufgenommen sind auch einige typische astronomische Maßsysteme und deren Charakteristika.

Einführung

Im Vergleich zu den uns vertrauten (terrestrischen) Maßeinheiten sind die Größenordnungen in der Astronomie oftmals sprichwörtlich „astronomisch“, und die menschliche Anschauung droht zu versagen: So beträgt die Entfernung von unserer Sonne zum nächsten Stern (Proxima Centauri) rund 40 Billionen Kilometer; unsere Sonne wiegt zirka 1,9891·1030 kg. Man kann diese Werte zwar mit anderen vergleichen, aber dabei droht jedes Gefühl für die Größenordnung verloren zu gehen.

Daher verwendet man in der Astronomie oft Verhältnisse zu vertrauten Größen, um eine einfachere Vergleichsmöglichkeit zu bekommen.

  • Für Entfernungsangaben wird häufig das Lichtjahr (die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt) benutzt, eine Tatsache, die Laien oft irritiert, weil die Bezeichnung „Jahr“ auf eine Zeitdauer schließen lässt.
  • Die Masse von Sternen, Planeten oder sonstigen astronomischen Objekten wird oft in Vielfachen der Masse anderer Objekte angegeben, z. B. in Einheiten der Sonnen- oder der Erdmasse.
  • Die Angabe eines Winkels in rotationsgebundenen Koordinatensystemen im Zeitmaß, die dem intuitiven Zugang zur Rotationsdauer entgegenkommen, so etwa dem Tag der Erde, also 24 Stunden statt 360 Grad, zum Beispiel Sternzeit $ \Theta $ = 1h 23m 45s.

Massen

Objekt Formelzeichen/Symbol Masse
in kg
Mond M 7,3480·1022
Erde M 5,9736·1024
Jupiter M 1,8986·1027
Sonne M 1,9891·1030[1]

Längen

Größe Formelzeichen/Symbol Wert
in km
Referenz
Mondradius R 1 738 NASA[2]
Erdradius R 6 378 NASA[2]
Jupiterradius R 71 492 NASA[3]
Sonnenradius R 695 000 NASA[4]

Die folgenden astronomischen Maßeinheiten gehören auch nicht zum Internationalen Einheitensystem. In der Astronomie sind sie weitgehend unverzichtbar und werden daher auch verwendet. Das Lichtjahr wird von Astronomen im Fachgebrauch in der Regel nicht verwendet.

Größe Maßeinheit (Symbol) Wert
in Meter
weiterer Vergleich Bezugsgröße
Astronomische Einheit AE
(int.: AU)
149 597 870 700[5] ca. 8,3 Lichtminuten ≈ mittlerer Abstand Erde–Sonne [1]
Lichtjahr Lj 9 460 730 472 580 800 ~63 240 AE ; ~0,3066 pc
ca. ¼ der Entfernung
zum nächsten Stern
(Proxima Centauri)
Strecke, die das Licht im Vakuum während eines Julianischen Jahres zurücklegt.[1]
Parsec pc ~30 856 776 000 000 000 ~3,261 563 777 Lj Aus einer Entfernung von 1 pc erscheint 1 AE unter einem Winkel von 1".

Zeit

Nach einer astronomischen Konvention gibt man

  • Zeitpunkte in der Form 1h 23m 45s, moderner auch 01:23:45,
  • Zeitdauern aber in der Form 1 h 23 m 45 s an.

Die Zeitangabe mit ′ und ″ ist nicht üblich, um eine Verwechslung mit Winkelminuten und Winkelsekunden zu vermeiden.

Leistung

Es gibt weiterhin die Konvention, bestimmte Leistungen dadurch zu veranschaulichen, dass man sie z. B. mit der Strahlungsleistung der Sonne, einer ganzen Galaxie oder gleich des gesamten Universums vergleicht.

Maß Formelzeichen Wert/Einheit Definition und Erklärung
Sonnenleuchtkraft L 3,86·1026 W gesamte Energie, die pro Zeiteinheit von der Sonne abgestrahlt wird
Bezug ist die Solarkonstante SJ = 1,367 kW/m2, der über alle Wellenlängen integrierte Strahlungsfluss der Sonne (Energie pro Zeit- und Flächeneinheit, Strahldichte), der am Ort der Erde gemessen wird

Helligkeit

Die scheinbare Helligkeit (Größenklasse oder magnitudo m) definiert sich allgemein

$ m_2 = m_1 - 2{,}5 \cdot \lg \left( \frac{I_2}{I_1} \right) $

mit I1,2 Strahlungsintensität (Energie pro Zeit und Fläche in Js−1m−2 = Wm−2). Das ist ein reines Vergleichsmaß, daher braucht man ein Maßnormal:

Formelzeichen Wert Definition Vergleichswerte
m0 0m scheinbare Helligkeit des Sterns Wega in der Leier Polarstern: 2,12m: Sirius: −1,6m; Vollmond: −12,5m (Durchschnitt über pg/ag); Sonne: −26,87m

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 Astronomical Units (englisch) – Artikel bei der IAU
  2. 2,0 2,1 NASA's Cosmicopia -- Ask Us -- Earth and Moon (englisch) – Daten u.a. vom Mond und der Erde
  3. Jet Propulsion Laboratory: Planets - Jupiter (englisch) – Daten von Jupiter beim NASA-JPL
  4. Jet Propulsion Laboratory: Sun (englisch) – Daten der Sonne beim NASA-JPL
  5. Geoff Brumfiel: The astronomical unit gets fixed. In: nature. 14 September 2012, abgerufen am 20. September 2012.