Astrophysik – Weißt Du wie viel Sternlein stehen …

Der Haidmühler Physiker Dr. R. Köhne erläutert hier in einer kleinen Serie von 3 Artikeln Grunderkenntnisse der Astrophysik

Teil 1: Weißt Du wie viel Sternlein stehen …

 Fast jeder von uns kennt das hübsche Kinderlied „Weißt Du wie viel Sternlein stehen…“. Es entstand zu einer Zeit, als man überwiegend noch glaubte, das Weltall und damit die Sterne seien unendlich, und auch am Himmelszelt so zahlreich, dass man sie nicht zählen könne.

Wie viele Sterne können wir mit bloßem Auge am Nachthimmel sehen? In einer Großstadt sind es insbesondere wegen der starken Beleuchtung nur wenige. Auf den klaren Bergeshöhen unseres Bayerischen Waldes oder im Gebirge kann man dagegen bis zu 6000 ausmachen. Blickt man durch ein Fernglas oder sogar durch ein astronomisches Fernrohr tauchen immer neue Sterne auf. Sind es aber wirklich unendlich viele?

Etwa zu der gleichen Zeit als das Kinderlied entstand stellte der Arzt und Astronom Wilhelm Olbers 1823 folgende Überlegung an: Angenommen das Weltall wäre unendlich groß, dann gäbe es auch eine unendliche Anzahl von Sternen. Wie Bäume in einem dichten Wald stünden die Sterne hintereinander dicht gestaffelt. Ihre Leuchtkraft nimmt zwar mit zunehmendem Abstand ab, ihre Anzahl dafür in gleichem Maße zu. Der Himmel wäre auch in der Nacht eine leuchtend helle, weiße Fläche. Da dies nicht der Fall ist, kann das Weltall und damit die Anzahl der Sterne nicht unendlich sein (Olbers‘-sches Paradoxon).

Großer und kleiner Wagen
Großer und kleiner Wagen
(Wikipedia, Flups)

Schon sehr früh haben die Menschen (Babylonier und Griechen) den Sternen einen Namen gegeben.
Besonders helle Sterne wurden dabei zusammengefasst und nach sagenhaften  Gestalten, Tieren oder Gegenständen  benannt. Viele von uns kennen das Sternbild „Großer Wagen“, ein Teil des Sternbildes „Großer Bär“.
Verlängert man die „Rückseite“ des Wagens etwa um das 5-fache stößt man auf den Polarstern. Dieser steht genau im Norden (nördlicher Himmelspol) und diente in der Vergangenheit zur Navigation in der Schifffahrt.                                           

Andere bekannte Sternbilder sind die „Kassiopeia“, auch „Himmels- W“ genannt, oder der „Orion“, ein sagenhafter, riesiger  Jäger aus dem alten Griechenland. Er kann durch seine, fast in einer Linie stehenden, drei Gürtelsterne gefunden werden. Beteigeuze, der  rechte, gelbrötlich leuchtende  Schulterstern, ist etwa 20mal so groß wie unsere Sonne und der zweithellste Stern dieses schönen Sternbildes. Der Name ist, wie der vieler anderer Sterne, arabischen Ursprungs.

Kassiopeia
Kassiopeia
(Wikipedia, Stephan Brunker)

 

Orion
Orion (Wikimedia, Stu 102)

Die Sterne hat man in der Antike als Fixsterne bezeichnet. Sie verändern ihre Lage zu einander praktisch nicht. Da sich ab  aber die Erde in 24 Stunden um sich selber dreht, drehen sie sich wie die Sonne scheinbar auf kreisförmigen Bahnen von Ost nach West um den Himmelspol. Der große Wagen und die Kassiopeia können das ganze Jahr über beobachtet   werden, während der Orion auf der Nordhalbkugel erst im Winter über den südöstlichen Horizont steigt.

Kassiopeia
Kassiopeia, Großer Wagen  – Blickrichtung Norden (Wikipedia, Mjachel)

Neben den Sternen sehen wir auch das Band der Milchstraße, die aus vielen Sternen besteht. Es ist der Blick auf den Rand unserer Galaxie.

Schließlich können wir mit bloßem Auge einige Planeten unseres Sonnensystems am Nacht Himmel sehen, und zwar – ohne Erde –  die ersten 5 von den insgesamt 8 Planeten:  Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun. Hier gibt es die nette Merkregel: Mein Vater Erklärt Mir Jeden Sonntag Unseren Nachthimmel. Die ersten vier sind Gesteinsplaneten, die restlichen vier Gasriesen. Besonders bekannt ist die Venus, da sie nach dem Mond das hellste Objekt ist. Sie ist für mehrere Monate im Jahr entweder im Südosten als Morgenstern, oder im Nordwesten als Abendstern zu sehen.

Manche Sterne übertreffen in der Helligkeit besonders die weiter entfernten Planeten. Gibt es eine Möglichkeit sie dennoch zu unterscheiden? Die Sterne funkeln, während  die Planeten ruhig leuchten. Grund ist, dass das relativ breite Lichtband von den nahen Planeten durch die Bewegungen der Luftschichten nicht gestört wird, im Gegensatz zu dem schmalen Lichtbündel der viel, viel  weiter entfernten Sterne.
Wie weit ist es denn nun zu unseren Nachbar Planeten und zu den nächsten Sternen? Wenn schon nicht in  „Unendliche Weiten“ wie in  unseren Science Fiction Filmen, wird es überhaupt möglich sein, den  Nachbarsternen jemals  einen Besuch abzustatten?   

Enden möchte ich diesen 1 Teil mit einem Zitat von Adalbert Stifter:
Wenn man den Sternhimmel betrachtet, steht eine Schönheit vor uns auf, die uns entzückt und beseligt. Und es wird ein Gefühl in unsere Seele kommen, das alle unsere Leiden und Bekümmernisse majestätisch überhüllt und verstummen macht und uns eine Größe und Ruhe gibt, der man sich andächtig und dankbar neigt“. 

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