Astronomische Maßeinheiten

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Astronomische Maßeinheiten 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.

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

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.

Maßeinheit Symbol * 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
Maßeinheit Symbol Wert in km Vergleichswerte Quelle für Wert
Sonnenradius R 6,957 · 105 ≈ 10,3 R
≈ 109 R
[2](Festlegungen der IAU)
Jupiterradius R Äquator: 71492 (Pole: 66854)[3] ≈ 11,21 R [2]
Erdradius R Äquator: 6378,1 (Pole: 6356,8) ≈ 3,67 R [2]
Mondradius R 1738 [4](NASA)
Maßeinheit Symbol Wert in Metern Vergleichswerte Bezug Quelle für Wert
Astronomische Einheit AE (international: au) 149 597 870 700 ≈ 499 Lichtsekunden
≈ 8,3 Lichtminuten
≈ 215 Sonnenradien
≈ 390 mal mittlerer Abstand Erde-Mond
in etwa der mittlere Abstand Erde–Sonne[1] [5]
Lichtjahr Lj (international: ly) 9,46·1015 ≈ 63241 AE ≈ 0,3066 pc Strecke, die das Licht im Vakuum während eines Julianischen Jahres zurücklegt. Verwendung in der Fachliteratur unüblich.[1]
Parsec pc 3,09·1016 = 648000/π AE ≈ 206265 AE ≈ 3,26 Lj Aus einer Entfernung von 1 pc erscheint 1 AE unter einem Winkel von ≈1".

Nach einer astronomischen Konvention der IAU gibt man

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

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*.

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.

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

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

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:

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

Einzelnachweise

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  1. a b c Astronomical Units (englisch) – Artikel bei der IAU
  2. a b c d Festlegung der IAU (englisch)
  3. Laut IAU-Quelle sei im Zweifel der Äquatorradius gemeint, verwendet auch für nebenstehende Größenverhältnisse.
  4. NASA's Cosmicopia -- Ask Us -- Earth and Moon (Memento vom 20. Juni 2009 im Internet Archive) (englisch) – Daten u. a. vom Mond und der Erde
  5. Geoff Brumfiel: The astronomical unit gets fixed. In: nature. 14. September 2012, abgerufen am 20. September 2012.