Im Alltag messen wir Entfernungen in Metern und Kilometern. Im Weltall stoßen diese Einheiten schnell an ihre Grenzen. Schon der Abstand zur Sonne ist eine Zahl mit vielen Nullen, und die Sterne sind noch einmal unvorstellbar viel weiter entfernt. Astronomen arbeiten deshalb mit eigenen Maßeinheiten. Die wichtigsten davon stellen wir hier vor.

Die Astronomische Einheit

Für Entfernungen innerhalb unseres Sonnensystems verwendet man die Astronomische Einheit, kurz AE. Sie entspricht dem mittleren Abstand zwischen Erde und Sonne, also rund 150 Millionen Kilometern. Damit lassen sich die Bahnen der Planeten gut vergleichen. Der Mars ist im Mittel etwa 1,5 AE von der Sonne entfernt, der Jupiter etwa 5 AE und der äußerste Planet Neptun rund 30 AE.

Das Lichtjahr

Für die Entfernungen zu Sternen ist auch die Astronomische Einheit zu klein. Hier kommt das Lichtjahr ins Spiel. Auch wenn der Name es vermuten lässt, ist das Lichtjahr keine Zeit, sondern eine Strecke: Es ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Licht bewegt sich mit knapp 300.000 Kilometern pro Sekunde. In einem Jahr kommt es damit auf etwa 9,5 Billionen Kilometer.

Zum Vergleich: Das Licht des Mondes braucht gut eine Sekunde bis zu uns, das Licht der Sonne etwas mehr als acht Minuten. Der nächste Stern nach der Sonne, Proxima Centauri, ist bereits rund 4,2 Lichtjahre entfernt. Daraus folgt etwas Bemerkenswertes: Wenn wir einen Stern betrachten, sehen wir ihn so, wie er war, als das Licht ihn verlassen hat. Jeder Blick in den Himmel ist also auch ein Blick in die Vergangenheit. Bei der Andromeda-Galaxie, die wir im Beitrag über Sonnensysteme im Universum vorgestellt haben, ist das Licht etwa 2,5 Millionen Jahre unterwegs.

Parsec und Parallaxe

In der Fachliteratur begegnet einem oft eine weitere Einheit, das Parsec. Es geht auf eine Messmethode zurück, die Parallaxe. Halten Sie einen Finger vor das Gesicht und schließen Sie abwechselnd das linke und das rechte Auge, dann scheint der Finger vor dem Hintergrund zu springen. Ähnlich verschieben sich nahe Sterne ein wenig gegenüber weit entfernten, wenn die Erde im Laufe eines halben Jahres von einer Seite ihrer Bahn auf die andere wandert.

Aus diesem winzigen Winkel und dem bekannten Durchmesser der Erdbahn lässt sich die Entfernung mit einfacher Geometrie berechnen. Ein Parsec ist die Entfernung, bei der die Parallaxe genau eine Bogensekunde beträgt. Das entspricht etwa 3,26 Lichtjahren. Für noch größere Distanzen spricht man von Kiloparsec und Megaparsec. Die Raumsonde Gaia der Europäischen Weltraumorganisation hat mit dieser Methode die Positionen und Entfernungen einer riesigen Zahl von Sternen unserer Milchstraße vermessen.

Noch weiter hinaus

Für ferne Galaxien ist die Parallaxe zu klein, um sie zu messen. Dann helfen sogenannte Standardkerzen. Das sind Objekte, deren tatsächliche Leuchtkraft man kennt, zum Beispiel bestimmte veränderliche Sterne, die Cepheiden, oder eine besondere Art von Supernova. Vergleicht man, wie hell sie wirklich sind und wie hell sie uns erscheinen, ergibt sich ihre Entfernung. Bei den entferntesten Galaxien nutzt man zusätzlich die Rotverschiebung ihres Lichts, die mit der Ausdehnung des Universums zusammenhängt. Die einzelnen Methoden bauen aufeinander auf und werden deshalb oft als kosmische Entfernungsleiter bezeichnet.

Ob Astronomische Einheit, Lichtjahr oder Parsec: Jede dieser Einheiten hilft dabei, die enormen Dimensionen des Kosmos etwas greifbarer zu machen. Wer sie einmal verstanden hat, liest Meldungen über neue Entdeckungen im Weltall mit ganz anderen Augen.