Parsec

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Dieser Artikel behandelt die Maßeinheit. Zum gleichnamigen Computerspiel siehe Parsec (Computerspiel).
Physikalische Einheit
Einheitenname Parsec
Einheitenzeichen \mathrm{pc}
Physikalische Größe(n) Länge
Formelzeichen l
Dimension \mathsf{L}
In SI-Einheiten \mathrm{1 \, pc = 3{,}0856\,776 \cdot 10^{16} \; m}
Benannt nach abgekürzt für „parallax second“
Abgeleitet von Astronomische Einheit, Bogensekunde
Siehe auch: Astronomische Einheit, Lichtjahr
Sternparallaxe (nicht maßstäblich)

Das Parsec (Kurzwort von englisch parallax second ‚Parallaxensekunde‘ oder ‚parallaktische Sekunde‘; Einheitenzeichen pc) ist eine Längenmaßeinheit außerhalb des Internationalen Einheitensystems.

Sie wird in der Astronomie, neben der Astronomischen Einheit und dem Lichtjahr, für die Entfernungsangabe von Himmelskörpern verwendet. Ein Parsec entspricht etwa 3,26 Lichtjahren oder ca. 30,86 Billionen Kilometern.

Definition[Bearbeiten]

Ein Parsec ist die Entfernung, aus der der mittlere Abstand der Erde zur Sonne unter einem Winkel von einer Bogensekunde (1" = 1°/3600) erscheint.

Betrachtet man einen Stern im Verlaufe eines Jahres, so scheint sich dieser hin und her zu bewegen, weil sich die Erde um die Sonne bewegt (siehe Bild). Anfang und Endpunkt dieser scheinbaren Bewegung spannen einen Winkel auf, die Hälfte dieses Winkels ist der Parallaxenwinkel. Je weiter ein Stern entfernt ist, desto kleiner ist der Parallaxenwinkel. Da man in der Astronomie den Parallaxenwinkel messen kann, ist es sinnvoll, die Entfernung zu weit entfernten Sternen an diesem Winkel festzumachen. Da aber der Parallaxenwinkel gerade weit entfernter Sterne (oder anderer Objekte) gewöhnlich sehr klein ist, legt man das Parsec fest als die Entfernung, bei der der Parallaxenwinkel genau eine Bogensekunde beträgt.

Die Entfernung eines Sterns von der Erde in Parsec lässt sich also berechnen aus der mittleren Entfernung der Erde zur Sonne und dem Parallaxenwinkel in Bogensekunden.

Berechnung[Bearbeiten]

Für den sehr kleinen Winkel von einer Winkelsekunde gilt in guter Näherung:

\tan(\phi) = \phi
\tan(1'') = 4,8481 \cdot 10^{-6}

Damit und aus der Definition ergeben sich für die Umrechnung in andere Längeneinheiten folgende Werte:[1]

\begin{align}
1 \, \mathrm{pc} \, &= \frac{1 \, \mathrm{AE}}{\tan(1'')}\\
 &= \frac{1}{4,8481 \cdot 10^{-6}} \, \mathrm{AE} \\
 &= 206\,264{,}806 \, \mathrm{AE} \\
 &= 206\,264{,}806 \cdot 149\,597\,870\,700 \mathrm{m} \\
 & \approx 3{,}0856\,776 \cdot 10^{16} \, \mathrm{m} \\
 & \approx 3{,}2615668\,\mathrm{Lj}
\end{align}

In der Astronomie wird das Parsec bevorzugt verwendet, da es direkt an die Parallaxenmessung angeschlossen ist – eine der grundlegenden Methoden zum Messen astronomischer Entfernungen.

Das Parsec gehört jedoch nicht zum Internationalen Einheitensystem (SI).

Von der Internationalen Astronomischen Union (kurz IAU) wird das Parsec in SI-Einheiten mit 30,857 Pm festgelegt, wobei

\begin{align}
3{,}0857\cdot 10^{16}\, \mathrm{m} &= 30{,}857\, \mathrm{Pm \,(Petameter)}
\end{align}.

Diese Definition entspricht nicht exakt der oben genannten geometrischen Interpretation.[2]

In der galaktischen und extragalaktischen Astronomie werden die üblichen Vorsätze für Maßeinheiten verwendet, insbesondere sind Kiloparsec (kpc; Größenangaben von Galaxien) und Megaparsec (Mpc; Größenangaben von Galaxienhaufen) gebräuchlich.

Anwendung und Messung[Bearbeiten]

Die Parallaxenmessung (über der Erdbahn) ist der grundlegende Kalibrierungsschritt zu allen anderen astrophysikalischen Entfernungsbestimmungen. Die Erdatmosphäre begrenzt jedoch die Genauigkeit bodengestützter Teleskopmessungen der Parallaxenwinkel auf ca. 0,01 Bogensekunden und somit auf Sterne in einer Entfernung von bis zu 100 pc.[3][4] Weltraumteleskope können hingegen auch Entfernungen zu Objekten jenseits dieser Beschränkungen messen. Von 1989 bis 1993 lieferte der Hipparcos-Satellit der ESA Parallaxenmessungen für etwa 100.000 Sterne mit einer astrometrischen Genauigkeit von etwa einer Millibogensekunde (1 mas) und damit Entfernungen für bis zu 1000 pc entfernte Sterne.[5] Im Dezember 2013 wurde der Nachfolgesatellit Gaia gestartet, welcher im Verlauf von 5 Jahren eine Milliarde stellarer Entfernungen mit einer Präzision von bis zu 24 Mikrobogensekunden (24 µas) messen soll. Dies ermöglicht Parallaxenmessungen bis hin zum etwa 8000 pc entfernten galaktischen Zentrum (bei ca. 10 % Fehler).[6]

Beispiele[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Kenneth R. Lang: Astrophysical Data I: Planets and Stars, New York: Springer, 1992, ISBN 0-387-97109-2
  2. IAU Style Maual (1989)
  3. Richard Pogge, Astronomy 162, Ohio State.
  4. jrank.org, Parallax Measurements
  5. The Hipparcos Space Astrometry Mission. Abgerufen am 28. August 2007.
  6. GAIA from ESA.