Eigenbewegung (Astronomie): Erklärung, Beispiele & Bedeutung
Eigenbewegung (Astronomie): Wie Sterne scheinbar wandern — klare Erklärung, Beispiele (z.B. Barnard-Stern) und Bedeutung für Entfernungsbestimmung und Sternbewegungen.
Eigenbewegung bezeichnet die scheinbare langsame Bewegung der Sterne relativ zueinander, wie wir sie von der Erde aus beobachten. Diese Verschiebung am Himmel entsteht, weil sich alle Sterne (einschließlich der Sonne) mit großen Geschwindigkeiten durch den Raum bewegen. Da die Entfernungen sehr groß sind, wirken diese Bewegungen am Himmel nur sehr klein: sie werden meist in Bogensekunden pro Jahr angegeben und sind über menschliche Lebenszeiten oft kaum wahrnehmbar.
Warum wir sie lange nicht bemerkten
Historisch dachten viele Menschen, die Sterne stünden fest am Himmel. Selbst die alten Griechen, die Phänomene wie die Sternenpräzession erkannten, fanden keine eindeutige Eigenbewegung der Fixsterne (obwohl sie sie möglicherweise vermuteten). Erst 1718 wies Edmond Halley nach, dass sich die hellen Sterne Sirius, Arcturus und Aldebaran gegenüber den Sternkarten des Hipparchus um kleine, aber messbare Winkel verändert hatten: in mehr als 1.800 Jahren weniger als ein halbes Grad.
Messung und Einheiten
Die Eigenbewegung wird in der Regel in Bogensekunden pro Jahr (″/a) angegeben. Sie hat zwei kartesische Komponenten auf dem Himmel: eine in Rektaszension (häufig als μα · cosδ notiert) und eine in Deklination (μδ). Aus der gemessenen Eigenbewegung μ und der Entfernung d lässt sich die quer zur Sichtlinie liegende Raumgeschwindigkeit (Transversalgeschwindigkeit) v⊥ berechnen:
v⊥ (km/s) ≈ 4,74 · μ (″/a) · d (pc)
Damit erhält man zusammen mit der Radialgeschwindigkeit (gemessen aus Dopplerverschiebung) die vollständige dreidimensionale Bewegungsinformation eines Sterns.
Beispiele und typische Größen
Nahe Sterne zeigen wegen ihres geringen Abstands oft größere Eigenbewegungen als ferne. Ein berühmtes Beispiel ist der Barnard-Stern, der mit etwa 10,3 Bogensekunden pro Jahr die größte bekannte Eigenbewegung aller Sterne hat. Das entspricht in nur 87 Jahren einer Verschiebung von etwa einem Viertel Grad – ungefähr der Hälfte des Durchmessers des Mondes am Himmel. Mit einer Entfernung von rund 5,98 Lichtjahren ist er zudem einer der nächsten Sterne unseres Sonnensystems. Tatsächlich gehören acht der zehn Sterne mit den größten gemessenen Eigenbewegungen zu denjenigen, die weniger als etwa 15 Lichtjahre entfernt sind.
Bedeutung für die Astronomie
- Entfernungsabschätzung: Große Eigenbewegungen deuten häufig auf geringe Entfernungen hin und dienen als Hinweis auf nahe Sterne.
- Kinematik und Galaktische Dynamik: Kombiniert mit Parallaxe und Radialgeschwindigkeit ermöglichen Eigenbewegungen die Bestimmung von Bahnen, die Zugehörigkeit zu Sternhaufen oder Bewegungsgruppen sowie die Untersuchung der Rotations- und Zufallsbewegungen in der Milchstraße.
- Entdeckung gemeinsamer Bewegungen: Sterne mit gleicher Eigenbewegung können physikalisch gebundene Systeme (Doppelsterne) oder Mitglieder desselben Sternhaufens bzw. Bewegungsstroms sein.
- Langfristige Sternkarten: Korrekte Eigenbewegungswerte sind nötig, um Positionen über Jahrhunderte hinweg genau zu vergleichen oder historische Beobachtungen zu interpretieren.
Moderne Vermessungen
Die Genauigkeit der Messung von Eigenbewegungen hat sich stark verbessert. Raumsonden und moderne Himmelsvermessungen, insbesondere die ESA-Mission Gaia, liefern heute für Milliarden von Sternen Parallaxen und Eigenbewegungen mit Mikro- bis Millibogensekunden-Genauigkeit. Dadurch können Astronomen selbst sehr kleine Bewegungen und entfernte dynamische Strukturen der Milchstraße detailliert untersuchen.
Abgrenzung: Eigenbewegung vs. Radialgeschwindigkeit und Aberration
Eigenbewegung beschreibt nur die Bewegung quer zur Sichtlinie (am Himmel sichtbar). Die Bewegung entlang der Sichtlinie, also auf uns zu oder von uns weg, heißt Radialgeschwindigkeit und wird über die Dopplerverschiebung des Spektrums gemessen. Außerdem dürfen Eigenbewegung und Effekte wie die Aberration des Lichts oder die Präzession nicht verwechselt werden: Erstere sind wirkliche Bewegungen der Sterne relativ zum Sonnensystem, letztere sind Veränderungen in der Lage der Erdachse bzw. in der Beobachtungsgeometrie.
Zusammenfassung
Die Eigenbewegung ist ein grundlegendes Werkzeug der Astrometrie und Kinematik: Sie zeigt, wie Sterne über den Himmel "wandern", liefert Hinweise auf Entfernungen, ergänzt Radialgeschwindigkeiten zu 3D-Bewegungen und hilft, die Struktur und Dynamik unserer Galaxie zu verstehen. Dank moderner Missionen wie Gaia sind heute präzise, groß angelegte Messungen möglich, die einst unvorstellbare Details der Sternbewegungen sichtbar machen.
Barnards Stern hat sich von 1985 bis 2005 wegen Eigenbewegung sichtbar bewegt
Fragen und Antworten
F: Was ist eine Eigenbewegung?
A: Eigenbewegung ist die Bezeichnung für die Art und Weise, wie sich Sterne von der Erde aus gesehen langsam relativ zueinander zu bewegen scheinen.
F: Wie entsteht die Eigenbewegung?
A: Die Eigenbewegung entsteht, weil sich alle Sterne (einschließlich der Sonne) mit einer Geschwindigkeit von Hunderten von Kilometern pro Sekunde durch den Weltraum bewegen, obwohl es lange dauert, bis wir sehen, dass sie sich bewegt haben.
F: Wann wurde die Eigenbewegung erstmals entdeckt?
A: Edmond Halley bemerkte 1718 zum ersten Mal, dass sich die Sterne Sirius, Arcturus und Aldebaran gegenüber ihren Positionen in den von Hipparchus um 130 v. Chr. gezeichneten Sternkarten bewegt hatten.
F: Wie weit hatten sich diese Sterne nach 1.800 Jahren bewegt?
A: Nach 1.800 Jahren hatten sich diese Sterne nur um weniger als ein halbes Grad bewegt.
F: Wozu ist die Eigenbewegung nützlich?
A: Die Eigenbewegung ist für Astronomen nützlich, um herauszufinden, wie weit ein Stern von der Erde entfernt ist, denn Sterne, die nahe sind, haben in der Regel eine größere Eigenbewegung (d.h. sie bewegen sich schneller über den Himmel) als Sterne, die weiter entfernt sind.
F: Welcher Stern hat die größte Eigenbewegung?
A: Barnards Stern hat die größte Eigenbewegung aller Sterne. Er bewegt sich 10,3 Bogensekunden pro Jahr, was einem Viertel Grad oder dem halben Durchmesser des Mondes in 87 Jahren entspricht.
Suche in der Enzyklopädie