E3 Strahlung und Licht in der Astronomie

Thema

Elektromagnetische Strahlung ist der wichtigste Informationsüberträger, der den Beobachter aus dem restlichen Universum erreicht. Das gesamte Spektrum, das ein Körper im thermischen Gleichgewicht aussendet, hängt ausschließlich von seiner Temperatur ab. Die Wellenlänge, bei der dieses Spektrum sein Maximum erreicht, verschiebt sich mit steigender Temperatur des Körpers zu kürzeren Wellenlängen: Die Sonne emittiert ihr Maximum im sichtbaren Licht, während kühlere Sterne dies im Infrarotbereich tun.

Die Gesamtleuchtkraft eines Sterns steigt mit dem Quadrat seines Radius und, noch deutlicher, mit der vierten Potenz seiner Temperatur. Daher führt bereits ein mäßiger Anstieg der Oberflächentemperatur eines Sterns zu einer sehr starken Zunahme seiner Gesamtleuchtkraft.

Die Magnitudenskala, die Astronomen zur Messung der Helligkeit von Himmelsobjekten verwenden, ist logarithmisch und invertiert niedrigere Magnituden entsprechen größerer Helligkeit. Sie wurde so kalibriert, dass ein Unterschied von fünf Magnituden genau einem Faktor hundert im empfangenen Lichtstrom entspricht.

Das Entfernungsmodul verknüpft die von der Erde aus beobachtete Helligkeit, die Helligkeit desselben Objekts in einer festen Referenzentfernung und die tatsächliche Entfernung zwischen Objekt und Beobachter. Genau diese Verknüpfung bildet die Grundlage der gesamten Skala kosmischer Entfernungen: Je weiter ein Objekt bekannter Leuchtkraft entfernt ist, desto schwächer erscheint es und zwar logarithmisch mit der Entfernung zum Beobachter. So führt der Text, beginnend mit der elektromagnetischen Strahlung und endend mit der Skala kosmischer Entfernungen, über die mit der Temperatur verknüpfte Leuchtkraft und die Größenskala, in der Astronomie durch die einfache Farbe und Helligkeit eines Punktes am Himmel letztlich sowohl dessen Temperatur als auch die tatsächliche Entfernung dieses Punktes offenbaren.

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