Paul M. Sutter in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff
In dieser Serie erkunden wir die sonderbare, doch auch wunderbare Welt der astronomischen Fachsprache! Das Thema heute: Leuchtkraft!
Man wählt irgendeinen Stern am Nachthimmel aus. Wie hell ist dieser Stern? Man könnte seine Helligkeit messen, aber dies gilt nur von unserem Blickwinkel hier auf der Erde. Die gemessene Helligkeit hängt von vielen Dingen ab, die mit dem Stern selbst nichts zu tun haben. Der gleiche Stern würde in einer größeren Entfernung weniger hell erscheinen. Der gleiche Stern mit mehr vorgelagertem interstellarem Staub würde ebenfalls weniger hell erscheinen. Man mißt nur die Helligkeit im sichtbaren Licht – aber der Stern strahlt auch vom Radio- bis zum Röntgenlicht.
Deshalb wenden Astronomen nicht die Helligkeit, sondern vielmehr die Leuchtkraft eines Sterns an. Leuchtkraft ist in gewissem Sinne die wahre Helligkeit eines Objekts. Es ist eine Messung der tatsächlichen Menge an elektromagnetischer Energie, die von einem Stern abgestrahlt wird. Sie beinhaltet alle Wellenlängen des Lichts, sowohl die sichtbaren als auch die unsichtbaren. Es ist ohne Bedeutung, wie viel Staub sich auf dem Weg zu uns befindet. Es ist spielt keine Rolle, wie weit der Stern entfernt ist.
Leuchtkraft ist eine wahre, dem Stern selbst innewohnende Eigenschaft. Aber da man nur eine begrenzte Menge der vom Stern kommenden Strahlung messen kann, beinhaltet die Berechnung der Leuchtkraft gewöhnlich die Modellierung des gesamten Lichtausstoßes.
Gewöhnlich steht das Wort „Leuchtkraft“ als Kurzform für „bolometrische Leuchtkraft“, also die ganze Leuchtkraft über das gesamte elektromagnetische Spektrum. Aber manchmal könnten Astronomen sich auch auf die Leuchtkraft in einem speziellen Wellenlängenband beziehen.
Die Leuchtkraft wird gewöhnlich entweder in Watt (Joule pro Sekunde) oder mit Bezug auf die Leuchtkraft der Sonne, symbolisiert durch Lʘ, angegeben. Lʘ hat per Definition den Betrag von 3.828×1026 W. Die lichtschwächsten Sterne im Universum besitzen nur einen Bruchteil der Sonnenleuchtkraft, während die leuchtkräftigsten Sterne Hunderttausende Mal intensiver sein können.
Die Leuchtkraft eines Sterns kann man mit zwei anderen wichtigen Eigenschaften verbinden: der Größe und der Temperatur. Nimmt man das einfache Modell für einen Stern als strahlenden Schwarzen Körper, sind diese drei Größen über die Stefan-Boltzmann-Gleichung miteinander verbunden: die Leuchtkraft ist proportional der Oberfläche multipliziert mit der Temperatur hoch vier (L ⁓ A × T4).
Es ist eine einfache, elegante Gleichung, die drei wichtige stellar Eigenschaften verbindet und die es Astronomen erlaubt, aus nur wenigen fundamentalen Messungen einen großen Gewinn an Einsicht zu erzielen.
