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Astronomische Maßeinheiten




Astronomische Maßeinheiten ¹) werden verwendet, um den spezifischen Bedürfnissen der Astronomie und ihren riesigen Dimensionen gerecht zu werden. Dabei geht es vor allem um Massen, Entfernungen und Strahlungsleistung sowie um spezielle Schreibweisen bei Zeitangaben.


¹) nicht zu verwechseln mit der Astronomischen Einheit, die eine dieser Maßeinheiten ist.

Beschrieben werden im Folgenden auch einige typische astronomische Maßsysteme und deren Charakteristika.

Inhaltsverzeichnis

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.

Massen


Größe Formelzeichen * Wert
in kg
Vergleichswerte Quelle
für Wert
Sonnenmasse M 1,9891·1030 ≈ 1047,5655 M
≈ 332 946,08 M
[1](IAU)
Jupitermasse M 1,89881·1027 ≈ 317,8284 M
Erdmasse M 5,9736·1024 ≈ 81 M
Mondmasse M 7,3480·1022

Hinweis: Das Produkt aus der Masse eines Himmelskörpers und Gravitationskonstante ist ca. fünf Dezimalstellen genauer bestimmbar als die Masse selbst. Daher ist auch das Verhältnis der Massen untereinander genauer bestimmbar als die Massen.

* Für die Erklärung der Indizes siehe: Astronomisches Symbol

Längen


Größe Formelzeichen Wert in km Vergleichswerte Quelle für Wert
Sonnenradius R 6,957 · 105 ≈ 9,72 R
≈ 104,26 R
[2](Festlegungen der IAU)
Jupiterradius R Äquator: 71492, Pole: 66854 ≈ 11,21 R [2]
Erdradius R Äquator: 6378,1 Pole: 6356,8 ≈ 3,67 R [2]
Mondradius R 1738 [3](NASA)

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 Formelzeichen Wert in Metern Vergleichswerte Bezug Quelle für Wert
Astronomische Einheit AE (international: au) 149 597 870 700 ≈ 499 Lichtsekunden
≈ 8,3 Lichtminuten
ca. 390 mal mittlerer Abstand Erde-Mond
in etwa der mittlere Abstand Erde–Sonne[1] [4]
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 30 856 775 777 948 584 ≈ 3,261 563 777 Lj Aus einer Entfernung von 1 pc erscheint 1 AE unter einem Winkel von 1". \({\displaystyle {\tfrac {1\,\mathrm {AE} }{\tan(1'')}}}\)

Zeit


Nach einer astronomischen Konvention der IAU gibt man

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

Zur Unterscheidung von Sonnenzeit (bürgerliche Zeit) und Sternzeit wird letztere oft mit einem hochgestellten Stern geschrieben, beispielsweise
1h 30m 00s = 1h* 30m* 14,78s*.

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.

Größe Formelzeichen Wert
in Watt
Vergleichswerte Definition/Bezug Quelle
für Wert
Sonnenleuchtkraft L 3,828·1026 W [2]

Helligkeit


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

\({\displaystyle m_{2}=m_{1}-2{,}5\cdot \lg \left({\frac {I_{2}}{I_{1}}}\right)}\)

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:

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

Siehe auch


Einzelnachweise


  1. a b c Astronomical Units (englisch) – Artikel bei der IAU
  2. a b c d Festlegung der IAU (englisch)
  3. NASA's Cosmicopia -- Ask Us -- Earth and Moon (englisch) – Daten u. a. vom Mond und der Erde
  4. Geoff Brumfiel: The astronomical unit gets fixed. In: nature. 14. September 2012, abgerufen am 20. September 2012.








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Stand der Informationen: 23.11.2020 06:01:40 CET

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