Die Himmelsleiter: Intergalaktische Entfernungen

Wir sind inzwischen auf unserer Himmelsleiter fast oben angekommen:

Durch Vermessung der Rotverschiebung z können wir die Entfernung angeben. Leider ist das Hubble-Gesetz nur eine sehr selten anwendbare Formel. Wir werden darüber bald mehr erfahren.

Vorerst aber sollen noch einige andere Methoden kurz erwähnt werden, die entweder über die Cepheidenmethode oder das Hubble-Gesetz gefunden und geeicht wurden:

Wenn man Entfernungen von Galaxien kennt, kann man bei ihnen nach besonderen Merkmalen schauen und sie in Beziehung zur bekannten Entfernung setzen...und dann überträgt man mit viel Optimismus diese Merkmale auf Galaxien unbekannter Entfernung:

- Planetarische Nebel:
    (das sind die abgestoßenen Hüllen alter Riesensterne)
   Die Helligkeitsverteilung von planetarischen Nebeln scheint in allen Galaxien eine obere Grenze bei   - 4,6 mag für die absolute Helligkeit zu haben. Also muss man nur nach den hellsten planetarischen Nebeln suchen.....

Planetarische Nebel, credit: ESO

- Hellste Objekte allgemein:
   Die hellsten nicht veränderlichen Sterne, die hellsten Sterne in Kugelsternhaufen, die Gesamthelligkeit von Kugelsternhaufen sind jewiels in allen Galaxien sehr ähnlich. Kennt man einmal eine Entfernung und kann den Helligkeitswert ausrechnen, so kann man andere Entfernungen bestimmen.

Kugelsternhaufen Omega Centauri, credit ESO

- Surface brightness fluctuations: 
  Hört sich kompliziert an, ist aber ganz trivial: Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto weniger schwankt ihre Helligkeit in benachbarten Regionen, weil man immer weniger Einzelobjekte auflösen kann.
Aus der Flächenhelligkeits-Fluktuation kann man die Entfernung abschätzen.

- Galaxienvergleich:
  Die dritthellste Galaxie in einem Galaxienhaufen hat immer ungefähr die gleiche Leuchtkraft.

- Tully-Fischer-Beziehung: 
   Die Leuchtkraft einer Spiralgalaxie hängt von ihrer maximalen Rotationsgeschwindigkeit ab, die man gut durch die Verbreiterung der 21 cm Linie von Wasserstoffgas messen kann.
Eine entsprechende Beziehung gibt es auch für elliptische Galaxien (Faber-Jackson-Beziehung)

Mit all diesen Methoden kommt man auf Entfernungen von maximal 1 Milliarden Lichtjahren, das Hubble-Gesetz gilt unbegrenzt (macht aber Schwierigkeiten, wie wir bald sehen werden).

Weiter reicht die Maximalhelligkeit von Supernovae-Explosionen.

Das ist aber ein eigenes Kapitel wert.

wird fortgesetzt....