Wie bestimmen Astronomen die Entfernung zu entfernten Galaxien?
Mich interessiert, welche Methoden Wissenschaftler verwenden, um herauszufinden, wie weit diese Galaxien von uns entfernt sind, die man durch das Teleskop sehen kann?
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Ich habe mich mal für Astronomie interessiert und mir ein Amateurteleskop gekauft, bin dann aber zum Handwerk übergegangen, aber das Prinzip habe ich mir trotzdem gemerkt. Astronomen nutzen mehrere Methoden: Bei nahen Galaxien messen sie die Entfernung über veränderliche Sterne - die leuchten mit einer bestimmten Helligkeit, und danach, wie sie von der Erde aus aussehen, kann man die Distanz berechnen - und bei sehr entfernten Galaxien verlassen sie sich auf die Rotverschiebung des Lichts: Wenn sich eine Galaxie entfernt, verschiebt sich ihr Licht zum roten Ende des Spektrums, und anhand der Größe dieser Verschiebung berechnet man die Entfernung. Man nutzt auch Supernovae-Explosionen als „Standardkerzen" - sie leuchten ungefähr gleich hell, deshalb kann man aus der sichtbaren Helligkeit auf die Entfernung schließen.
Entfernungen zu Galaxien werden nicht einfach so bestimmt - es ist ein ziemlich komplexes System von Methoden, bei dem eine Methode die andere überprüft. Es gibt kein einzelnes Wunderwerkzeug, das für alle Entfernungen gleichzeitig funktioniert.
Für nahe Galaxien nutzen Astronomen variable Sterne als „Standardkerzen" - zum Beispiel Cepheiden, die mit einem bekannten Muster pulsieren. Wenn du weißt, wie wirklich hell ein Stern ist, und siehst, wie dunkel er von der Erde aus wirkt, ist es einfach, die Entfernung zu berechnen. Danach kommen Supernovae vom Typ Ia zum Einsatz - sie leuchten mit ungefähr gleicher Helligkeit auf und sind sehr weit zu sehen. Aber das ist wichtig und wird oft übersehen: Damit diese Methoden genau funktionieren, muss man den interstellaren Staub berücksichtigen, der Licht absorbiert und Objekte künstlich dunkel wirken lässt. Es ist wie, wenn man auf ein Autoscheinwerfer im Nebel schaut - er leuchtet heller, als er aus der Ferne zu sein scheint.
Für die am weitesten entfernten Galaxien, die wir überhaupt nicht in Sterne auflösen können, nutzt man die Rotverschiebung - man analysiert das Lichtspektrum und sieht, wie es durch die Expansion des Universums „gedehnt" wird. Das ist keine direkte Entfernungsmessung mehr, sondern eine Berechnung basierend auf der Fluchtgeschwindigkeit von Galaxien. Praktischer Tipp: Wenn du die Dimension verstehen willst, schau dir Fotos von Weltraumteleskopen wie dem Hubble oder modernen Observatorien an - dort ist oft die Rotverschiebung der Galaxien angegeben, und das vermittelt sofort eine viel bessere Vorstellung von ihrer Entfernung als irgendwelche Zahlen in Parsec.
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