Astronomische Maßeinheiten

Astronomische Maßeinheiten ¹) 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.
¹) nicht zu verwechseln mit der Astronomischen Einheit, die eine dieser Maßeinheiten ist.

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

Einführung

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.

• Für Entfernungsangaben wird häufig das Lichtjahr (die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt) benutzt, eine Tatsache, die Laien oft irritiert, weil die Bezeichnung „Jahr“ auf eine Zeitdauer schließen lässt.
• Die Masse von Sternen, Planeten oder sonstigen astronomischen Objekten wird oft in Vielfachen der Masse anderer Objekte angegeben, z. B. in Einheiten der Sonnen- oder der Erdmasse.
• Die Angabe eines Winkels in rotationsgebundenen Koordinatensystemen im Zeitmaß, die dem intuitiven Zugang zur Rotationsdauer entgegenkommen, so etwa dem Tag der Erde, also 24 Stunden statt 360 Grad, zum Beispiel Sternzeit $\Theta$ = 1^h 23^m 45^s.

Massen

Größe	Formelzeichen *	Wert in kg	Vergleichswerte	Quelle für Wert
Mondmasse	M☾	7,3480·1022
Erdmasse	M♁	5,9736·1024	≈ 81 M☾
Jupitermasse	M♃	1,8986·1027	≈ 318 M♁
Sonnenmasse	M☉	1,9891·1030	≈ 1.048 M♃ ≈ 332.982 M♁	(IAU)

^* Für die Erklärung der Indizes siehe: Astronomisches Symbol

Längen

Größe	Formelzeichen	Wert in km	Vergleichswerte	Quelle für Wert
Mondradius	R☾	1 738		(NASA)
Erdradius	R♁	6 378	≈ 3,67 R☾	(NASA)
Jupiterradius	R♃	71 492	≈ 11,21 R♁	(NASA)
Sonnenradius	R☉	695 000	≈ 9,72 R♃ ≈ 104,26 R♁	(NASA)

Die folgenden astronomischen Maßeinheiten gehören auch nicht zum Internationalen Einheitensystem. In der Astronomie sind sie weitgehend unverzichtbar und werden daher auch verwendet. Das Lichtjahr wird von Astronomen im Fachgebrauch in der Regel nicht verwendet.

Größe	Formelzeichen	Wert in Metern	Vergleichswerte	Bezug	Quelle für Wert
Astronomische Einheit	AE (international: au)	149 597 870 700	≈ 499 Lichtsekunden ≈ 8,3 Lichtminuten ca. 390 mal mittlerer Abstand Erde-Mond	in etwa der mittlere Abstand Erde–Sonne
Lichtjahr	Lj	9 460 730 472 580 800	≈ 63 240 AE ≈ 0,3066 pc ca. ¼ der Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Centauri)	Strecke, die das Licht im Vakuum während eines Julianischen Jahres zurücklegt.
Parsec	pc	30 856 775 777 948 584	≈ 3,261 563 777 Lj	Aus einer Entfernung von 1 pc erscheint 1 AE unter einem Winkel von 1".	${\tfrac {1\,\mathrm {AE} }{\tan(1'')}}$

Zeit

Nach einer astronomischen Konvention der IAU gibt man

• Zeitpunkte in der Form 1^h 23^m 45^s, moderner auch 01:23:45,
• Zeitdauern aber in der Form 1h 23m 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
1^h 30^m 00^s = 1^h* 30^m* 14,78^s*.

Leistung

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.

Größe	Formelzeichen	Wert in Watt	Vergleichswerte	Definition/Bezug	Quelle für Wert
Sonnenleuchtkraft	L☉	3,86·1026 W	fehlt noch	gesamte Energie, die pro Sekunde von der Sonne abgestrahlt wird Bezug ist die Solarkonstante SJ = 1,367 kW/m2, der über alle Wellenlängen integrierte Strahlungsfluss der Sonne (Energie pro Zeit- und Flächeneinheit, Strahldichte), der am Ort der Erde gemessen wird

Helligkeit

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

$m_{2}=m_{1}-2{,}5\cdot \lg \left({\frac {I_{2}}{I_{1}}}\right)$

mit I_1,2 Strahlungsintensität (Energie pro Zeit und Fläche in Js⁻¹m⁻² = Wm⁻²). Das ist ein reines Vergleichsmaß, daher braucht man ein Maßnormal:

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

Siehe auch

• Geschichte von Maßen und Gewichten