Peilen Sie mit ausgestrecktem Arm über den Daumen ein entferntes Objekt an und verdecken Sie es. Betrachtet man es nun abwechselnd mit dem linken oder rechten Auge, so scheint es hin und her zu springen. Dies heißt Parallaxen-Methode. Sie wird auch in der Astronomie verwendet, um die Entfernung nicht zu weit entfernter Sterne zu bestimmen.

Die Grafik zeigt das Prinzip der Parallaxenbestimmung in der Astronomie. Im Laufe eines Jahres verändert sich die Position der Erde, wodurch ein angepeilter Stern mal etwas rechts bzw. links zu stehen scheint. Fotografiert man nun den Stern im Abstand von exakt einem halben Jahr, so steht er jedes Mal genau auf der anderen Seite der Umlaufbahn um die Sonne. Durch die Messung des Winkelunterschiedes (die so genannten Parallaxe) kann man ohne Schwierigkeit die Entfernung eines Sternes berechnen. Die Parallaxenmethode funktioniert aber nur bei Sternen, die von uns nicht zu weit entfernt sind. Es gibt aber eine noch weiter reichende parallaktische Methode, bei der die Tatsache genutzt wird, dass sich die Milchstraße in rund 237 Millionen Jahren mit einer Geschwindigkeit von 225 km/sec. einmal dreht (galaktisches Jahr). Dadurch erhöht sich die Messbasis gewaltig, wodurch auch die Entfernung von weiter entfernten Sternen berechnet werden kann. Aber auch diese Methode lässt sich nur bei sonnennahen Sternen verwenden.

Zur Bestimmung wirklich weit entfernter Sterne, muss man Helligkeitsmessungen machen. Nehmen wir zur Erklärung dieser Methode einen Weihnachtsbaum. Alle diese Kerzen auf dem Weihnachtsbaum sind "Standardkerzen". Sie sind nicht nur alle gleich groß, sondern leuchten auch gleich hell. Die Kerzen an einem entfernten Baum sehen weniger hell aus. Scheint eine Standardkerze heller, wissen wir, dass sie uns näher ist. Dunkler scheinende Standardkerzen sind also weiter von uns entfernt.

Die Standardkerzen der Astronomen sind bestimmte Sterne. Nun gibt es Sterne mit höchst unterschiedlicher Leuchtkraft: Weiße Zwerge, Braune Zwerge, Rote Riesen und Rote Überriesen. Es gibt aber eine Gruppe von Sternen, die schwanken stark in ihrer Helligkeit. Es sind pulsierende Sterne, also Sterne, die regelmäßig heller und dunkler werden. Wenn sie ihre maximale Helligkeit besitzen, sind sie so genannte Standardkerzen oder Cepheiden. In ihrer hellsten Phase sind sie immer gleich hell. Wenn sie uns in ihrer hellsten Phase etwas dunkler erscheinen als andere Cepheiden, dann kann man davon ausgehen, dass sie auch weiter entfernt sind.

Damit Sie nicht verwirrt werden, hier noch einmal ein einfaches Beispiel. Von einem Berg aus können sie verschiedene Dörfer sehen, vor deren Kirche je ein Weihnachtsbaum steht. Damit der Wind die Kerzen nicht ausblasen kann, besitzen alle Weihnachtsbäume die gleichen Elektrokerzen der Firma CANDLE LIGHT mit einer Leistung von je 20 Watt. Sehen wir die Weihnachtsbäume in den verschiedenen Dörfern, bemerkt man einen Unterschied in der Helligkeit. Ein Lichtmessgerät lässt uns den Unterschied messen. Je heller unsere "Weihnachtscepheiden" sind, desto näher ist der Weihnachtsbaum. Unsere Standardkerzen eignen sich daher ideal zur Entfernungsmessung. Da es in jeder Galaxie diese Cepheiden gibt, können wir ihre Entfernung auch ziemlich genau abschätzen.

Statt der Cepheiden beobachten die Astronomen auch gelegentlich einen bestimmten Typ einer Supernova. Eine Supernova ist ein explodierender Stern. Auch diese Ereignisse sind gleich hell und dienen wegen ihrer großen Helligkeit zur Berechnung größter Entfernungen.

Wissen kompakt

• Parallaxen-Methode: Da die Erde im Abstand von sechs Monaten die entgegengesetzte Position auf ihrer Bahn um die Sonne erreicht hat, ist es möglich, aufgrund der Winkelneigung, die Entfernung eines Sternes zu messen.
• Bei weit entfernten Sternen versagt allerdings die Methode, da die beiden Winkel zu klein werden und sich Messfehler dramatisch auswirken. Es gibt aber noch eine andere Parallaxenmethode, die eine tiefere Messung ins All zulässt. Da die Erde mit dem gesamten Sonnensystem mit der Heimatgalaxie um ein galaktisches Zentrum dreht, bewegt sie sich mit einer Geschwindigkeit von 225 km/sec. durchs Weltall.
• Cepheiden: Cepheiden sind Sterne, die in regelmäßigen Rhythmus ihren Radius, ihre Temperatur und ihre Helligkeit ändern. Ein Wechselspiel zwischen Druck und Massenanziehung führt dazu, dass sich der Stern fortwährend ausdehnt und wieder zusammenzieht, wie ein Pendel mit fester Periodendauer.
• Im Moment der höchsten Bewegung (am Gleichgewichtspunkt) strahlt der Stern am meisten Licht ab. Durch Messung seiner Helligkeit hat sich gezeigt, dass eine Beziehung zwischen Periodendauer und Leuchtleistung besteht. Kennt man diese, kann man durch Messung der Helligkeit auf die Entfernung des Sterns zurück schließen. In der Astronomie ist dies eine sehr wichtige Methode zur Bestimmung sehr weit entfernter Galaxien. Auch Supernovae können als "Standardkerzen" dienen.

2010 © Alexander von Behaim Schwartzbach