Folge #2 des Astronomie-Podcast | Weltall für die Ohren

Wie weit kann man mit bloßem Auge in die Sterne sehen?

In diesem Video-Podcast wird geklärt, wie weit man mit bloßem Auge in den Sternenhimmel sehen kann bzw. was die am weitesten von der Erde entfernten Objekte am Nachthimmel sind, die man gerade noch mit bloßem Auge sehen kann.

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Wie weit kann man mit bloßem Auge in die Sterne sehen?

Wie weit kann man eigentlich mit bloßem Auge in den Sternenhimmel sehen? Das ist eine Frage, die bei unseren Sternführungen immer wieder gestellt wird. Aus diesem Grund, vor allem aber auch, weil es eine wahrlich interessante Fragestellung ist, beschäftigen wir uns in dieser Folge von Abenteuer Sterne etwas ausführlicher mit diesem Thema.

Eines muss allerdings gleich vorweg genommen werden: Es gibt darauf keine pauschale und immer gültige Antwort. Denn das Ganze hängt einerseits von der exakten Fragestellung ab, und infolge dessen dann auch noch von bestimmten limitierenden Faktoren, die da im Spiel sind. Doch eines, nach dem anderen …

Als erstes müssen wir festlegen, von welchem Himmelsobjekt eigentlich die Rede sein soll. Denn am Nachthimmel tummeln sich alle möglichen kleinen Leuchtpünktchen, die wir mit bloßem Auge sehen können. In erster Linie sind das natürlich Sterne, die uns ihr selbstproduziertes Licht auf die Erde schicken. Doch dazwischen sind auch einige Leuchtpünktchen, die von Objekten herrühren, die ihr Licht nicht selbst produzieren, sondern beleuchtet werden. Gemeint sind die Planeten unseres Sonnensystems. Diese ziehen ihre Bahnen um die Sonne und werden dabei von ihr angestrahlt. Das reflektierte Sonnenlicht sorgt also für diese Sorte von Leuchtpünktchen. Doch unserer Sonne strahlt nicht nur die Planeten unseres Sonnensystems an, sondern auch die vielen Satelliten, die unentwegt die Erde umkreisen. Das ist somit schon die dritte Sorte, die wir als kleine Lichtpünktchen sehen können, die wie leuchtende Sterne aussehen. Diese Pünktchen stehen jedoch nicht still, sondern bewegen sich. In etwa so schnell, wie wir Flugzeuge am Himmel fliegen sehen. Und dann gibt es noch eine vierte Sorte von Leuchtpünktchen … Bzw. sind es eigentlich eher kleine Leucht-Fleckchen. Die Rede ist von Sternhaufen und Galaxien. Sternhaufen sind Ansammlungen von Sternen, die auf relativ engem Raum zusammengedrängt sind. Galaxien sind hingegen riesige Gebilde, die zig Milliarden Sterne beheimaten und von unserer eigenen Galaxie allesamt weit bis sehr sehr weit entfernt sind.

Fangen wir mal mit der ersten Stufe der Entfernung-Hierarchie an. Den Satelliten. Von diesen etwa VW-Bus- bis lastwagengroßen Objekten schwirren unentwegt rund 1000 Stück über unseren Köpfen. Diese sind zwischen ein paar Hundert und einigen Zehntausend Kilometer von der Erdoberfläche entfernt. Abgesehen von einigen Exoten und geheimen Militärsatelliten sind die am weitest von uns entfernten Satelliten die sogenannten geostationären. Das sind im Wesentlichen Wetter-, Kommunikations- und Fernsehsatelliten, die in 36.000 Kilometer Höhe fliegen. Die kleinen über den Himmel ziehenden Leuchtpunkte sind also immerhin schon bis zu 36.000 km entfernt.

Die nächste Stufe in der Entfernungs-Hierarchie sind die Planeten unseres Sonnensystems. Also Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Der weitest entfernte Planet, den man am Nachthimmel noch mit bloßem Auge sehen kann, ist der Uranus, der etwa viermal so groß wie die Erde ist. Leuchten Planeten wie Venus, Jupiter, Saturn und Mars zeitweise so hell wie die hellsten Sterne am Nachthimmel, so leuchtet der Eisriese Uranus nur so hell, wie die schwachen Sterne, die man noch mit bloßem Auge sehen kann. Aber immerhin: wir können Uranus als kleines Leuchtpünktchen ausmachen. Und dieses ist immerhin schon bis zu etwa 3 Milliarden Kilometer von uns entfernt ist. Das ist schon ganz schön ordentlich …
Das auf Uranus Oberfläche reflektierte Sonnenlicht ist übrigens schon 3 Stunden unterwegs gewesen, bevor es uns auf der Erde erreicht. Und das, obwohl Licht mit 1 Milliarde km/h durchs All rast. … Dabei fällt mir ein: Licht ist so schnell unterwegs, dass es in 1 Sekunde siebeneinhalb Umrundungen der Erdkugel schaffen würde. Der Veddel sieht da natürlich ganz schön alt dagegen aus …

Die nächste Stufe in der Entfernungs-Hierarchie bilden dann schon die Sterne unserer Galaxie. Zu ihr sagen wir übrigens auch Galaxis oder Milchstraße. Das Licht der allernächsten Sterne ist allerdings bereits mehr als 4 Jahre unterwegs. Denn der uns nächste Stern am Nachthimmel, Proxima Centauri, ist 4,2 Lichtjahre von uns entfernt. Er gehört zum Sternsystem alpha Centauri im Sternbild Centaurus, das man allerdings nur auf der Südhalbkugel sehen kann. Proxima Centauri können wir allerdings nicht mit bloßem Auge sehen. Über die Gründe erzählte ich in der 1. Folge von Abenteuer Sterne schon einiges. Ebenso über den Stern Sirius. Er ist mit nur 8,6 Lichtjahren zumindest einer der uns nächsten Sterne am Himmel. Er ist mit bloßem Auge nicht nur zu sehen, sondern sogar der hellste Stern überhaupt am Nachthimmel. Doch wir wollen ja das am weitest entfernte Objekt ausfindig machen, das man noch mit bloßem Auge sehen kann.

Dazu müssen wir nun unterscheiden zwischen einer punktförmigen Lichtquelle und einer flächigen Lichtquelle. Wegen der enormen Entfernung der Sterne, erscheint uns jeder Stern als punktförmige Lichtquelle. Da ändern auch die größten Teleskope dieser Welt kaum etwas daran. Bis auf ein paar wenige Ausnahmen bleiben alle Sterne auch darin nur kleine Lichtpunkte. Wie weit ist er nun weg, der Stern, der am weitesten von uns entfernt ist, den man gerade noch mit bloßem Auge sehen kann? Hier dürfte wohl der Stern rho Cassiopeia, der zum Sternbild Cassiopeia gehört, so ziemlich das Ende der Fahnenstange markieren. Wenn man diesen Stern mit bloßem Auge am Himmel sieht, empfängt man nämlich Licht, das vor etwa 10.000 Jahren vom Stern weggeschickt wurde. Erdgeschichtlich war da auf unserem Planeten gerade die Jungsteinzeit angesagt … Rho Cassiopeie ist also etwa 10.000 Lichtjahre von uns entfernt. In Kilometer ausgedrückt, wird diese Zahl dann schon etwas sperrig. Denn es ist eine 10 mit 16 Nullen angehängt. Oder anders ausgedrückt 100 Billarden Kilometer. Das finde ich schon krass und zugleich unglaublich faszinierend, dass man einen so weit entfernten Stern noch mit dem bloßen Auge sehen kann. In Folge 1 von Abenteuer Sterne erzählte ich ja auf, dass wir bis zu etwa 3000 Sterne mit bloßem Auge am Nachthimmel sehen können. Die entferntesten davon, die wir gerade noch mit bloßem Auge sehen können, sind also bis zu etwa 10.000 Lichtjahre von uns entfernt. Oder umgerechnet 100 Billiarden Kilometer. Weiter geht es nicht …

Es sei denn, wir beziehen das Ganze nicht auf Einzelsterne, sondern auf Sternansammlungen. Davon gibt es zwei Sorten im Weltall: nämlich die sogenannten Offenen Sternhaufen. Und die sogenannten Kugelsternhaufen. Offene Sternhaufen sind Ansammlungen von Sternen in Größenordnungen von bis zu einigen 1000 Stück. Bei Kugelsternhaufen reicht die Sternanzahl sogar bis in die Hundertausende. Beide Objektklassen erscheinen uns mit bloßem Auge nicht mehr als einzelnes Lichtpünktchen, sondern als flächige schwache Lichtquellen. Von der Nordhalbkugel aus können wir mit bloßem Auge einige Offene Sternhaufen sehen, die bis etwa 8000 Lichtjahre von uns entfernt sind. Einer der prominentesten Vertreter ist der Doppelsternhaufen h & chi. Man findet ihn zwischen dem Sternbild Cassiopeia und Perseus. Mehrere hundert Sterne gehören zu diesem offenen Doppelsternhaufen. Unser Auge sieht ihn aber nur als verwaschenes, kleines nebeliges Fleckchen am Himmel. Nicht anders zeigen sich unseren Augen die Kugelsternhaufen. Zwar leuchten aus diesen kugeligen Objekten bis zu einer Million Einzelsterne. Doch sind sie so weit weg, dass sie sich auch nicht intensiver als die offenen Sternhaufen zeigen. Nämlich nur als kleine Leuchtfleckchen. Prominentester Vertreter dieser Klasse ist der Kugelsternhaufen im Sternbild Herkules, der den Namen Messier 13 trägt, oder kurz auch M13. Wenn Sie dieses Objekt am Himmel sehen, trifft auf die Netzhaut Ihrer Augen etwa 25.000 Jahre altes Licht. Denn M13 ist rund 25.000 Lichtjahre entfernt. Etwas mehr geht noch beim Kugelsternhaufen Messier 15 oder gar dem Messier 3, die man im Sternbild Pegasus bzw. Bärenhüter findet. Das funzelige Licht, das sich hier dem unbewaffneten Auge präsentiert, musste mehr als 30.000 Lichtjahre an Strecke überwinden. Das sind schlappe 300 Billarden Kilometer.

Doch es geht noch besser: Möglich sind mit bloßem Auge nämlich bis zu 25 Trillionen Kilometer. Das ist eine 25, der 18 Nullen angehängt sind. Da haut es einen glatt vom Hocker! Das Licht, dass die Sterne dieser Objekte aussenden, wurde zu einer Zeit losgeschickt, als wir auf der Erde gerade begannen, uns langsam um die Steinzeit kümmern. Nämlich vor 2,5 Millionen Jahren. Das … finde ich ziemlich cool, dass so etwas mit bloßem Auge möglich ist. Unglaublich!

Die Rede ist von der Andromeda- und der Dreiecks-Galaxie. Wie alle Galaxien sind auch diese beiden Vertreter riesige Gebilde, die zig-Milliarden Sterne beherbergen. Man findet sie zwischen den Sternbildern Cassiopeia, Pegasus und dem Widder. Die Andromeda-Galaxie zeigt sich dem nackten Auge als ein verwaschenes, längliches Gebilde, das schwach und diffus vom Himmel leuchtet. Sie markiert das Ende der Fahnenstange in Sachen Entfernungsrekord mit bloßem Auge. Zumindest im Normalfall. Denn unter ganz bestimmten Umständen, gehen sogar bis zu etwa 12 Millionen Lichtjahre, das sind umgerechnet mehr als 100 Trillionen Kilometer. Oder aber, wenn es blöd läuft, sind statt vieler Millionen nur ein paar tausend Lichtjahre drin …
Und hier sind wir nun bei den ganz am Anfang erwähnten, limitierenden Faktoren angekommen. Denn alles bisher Gesagte setzt nämlich unbedingt ein gutes Augenlicht voraus sowie einen klaren, dunstfreien und vor allem dunklen Himmel. Und da haben wir schon das Hauptproblem. Die ungeheuerliche Lichtversuchung der Nacht. Denn wegen günstiger Beleuchtungstechnik wird beleuchtet, was das Zeug hält und so die Nacht immer mehr zum Tag gemacht. Abgesehen von erheblichen gesundheitlichen Konsequenzen sorgt diese Lichtverschmutzung dafür, dass man in und um große Städte herum nur noch einige zehn bis einige hundert Sterne am Nachthimmel sehen kann. Die Lichtglocken über Städten und Dörfern sind so hell, dass lichtschwache Sterne und Himmelsobjekte regelrecht absaufen und nicht mehr zu sehen sind. Doch gerade die eher schwachen Sterne sind es, die üblicherweise am weitesten weg sind von uns. Ob Sie z.B. den 10.000 Lichtjahre entfernten rho Cassiopeia sehen können, hängt also definitiv von der Qualität des Himmels ab. Direkt in München wird das missglücken. Noch mehr gilt die Qualität des Himmels für die deutlich schwächer leuchtenden flächigen Objekte, also Sternhaufen und Galaxien.

Der zweite Faktor, der hier störend wirkt, sind die Unsicherheiten in den Entfernungen, die wir Menschen bislang von den Sternen in unserer Galaxie kennen. Die Messungen sind so schwierig zu machen, dass wir überhaupt erst seit etwa 180 Jahren dazu in der Lage sind. Dank moderner Messmethoden haben wir das zwar immer besser im Griff, doch trotzdem bleiben immer noch teils hohe Schwankungen bei den jeweils möglichen Sternentfernungen. Das reicht von einigen Prozenten bis hin zu mehreren zehn Prozent, die ein Stern näher oder eben doch weiter weg sein könnte. Doch wie ich mir die vorliegenden Daten für den Stern rho Cassiopeia angeschaut habe, so bin ich überzeugt, dass er zumindest zum Ende der Fahnenstange derjenigen Sterne gehört, die zu den am weitest entferntesten, gerade noch mit bloßem Auge zu sehenden gehört.

Zusammenfassend lässt sich also die Frage folgendermaßen beantworten: mit bloßem Auge sehen wir bei guter Himmelsqualität einige Satelliten in über 30.000 km Höhe und den Planeten Uranus in 3 Milliarden Kilometer Höhe. Darüber hinaus im Abstand von bis zu 8000 Lichtjahre einige offene Sternhaufen bzw. im Abstand von bis zu 10.000 Lichtjahre einige Sterne wie z.B. rho Cassiopeia (das sind schon 100 Billiarden Kilometer Entfernung). Gefolgt von einer Handvoll Kugelsternhaufen, die bereits bis zu gut 30.000 Lichtjahre entfernt sind (das sind mehr als 300 Billiarden Kilometer) und schließlich mindestens eine Galaxie, nämlich Andromeda, unsere Nachbargalaxie, in 2,5 Millionen Lichtjahren Abstand. Das sind dann umgerechnet schlappe 25 Trillionen Kilometer. Ungeheuerlich! Doch noch ein bisschen ungeheuerlich ist, das bei exzellentem Himmel in der Wüste oder den Hochalpen, und mit jungen Augen mit perfekter Sehkraft einige Amateurastronomen mit jahrelanger Beobachtungserfahrung sogar das Galaxienpärchen M81 und M82 im Sternbild Großer Wagen mit bloßem Auge an der Wahrnehmungsgrenze ausmachen können. Hier reden wir dann von 12 Millionen Lichtjahren Entfernung. Das sind dann 120 Trillionen Kilometer …. Hierzu fällt mir nichts mehr ein und somit ist diese Folge dann auch zu Ende …

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