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Supernova-Beobachtung: Wie hell wird die Beteigeuze-Supernova?

Beteigeuze im Dezember 2019Laden...
Anfang 2020 spekulierten Medien darüber, der Riesenstern Beteigeuze im Sternbild Orion könnte bald in einer Supernova explodieren. Dabei wurde immer wieder erwähnt, dass eine solche Supernova eine scheinbare Helligkeit von etwa –12 mag erreichen würde und damit »in etwa so hell wie der Vollmond« wäre. Was bedeutet dieser Helligkeitsvergleich aber konkret?
Kann ich die Helligkeit eines punktförmigen Objekts mit dem eines flächigen Objekts überhaupt so einfach vergleichen? Und welche Konsequenzen hätte dies eigentlich für den direkten Blick mit bloßem Auge in Richtung Supernova? Wäre die Helligkeit des Lichtpunkts potenziell augenschädlich? Wie sieht es beim Blick durch das Teleskop aus, wäre dies gefährlich? Vielen Dank im Voraus für einige klärende Hinweise.
(Dr. Stefan Benz)

Wie in »Sterne und Weltraum« im Märzheft 2020 von Jan Hattenbach und Klaus-Peter Schröder ausführlich dargelegt wurde, ist die weniger medienträchtige, aber wissenschaftlich ganz gut begründete Sicht, dass die Supernova erst in 100 000 bis 200 000 Jahren zu erwarten ist. Dafür spricht auch, dass Beteigeuze seit nunmehr zwei Monaten wieder heller wird. Die Supernova ist also in der Tat fürs Erste abgeblasen. Bliebe die Frage, wie sie von der Erde aussehen würde.

Mit dem Auge ist es sehr schwierig, die Helligkeit eines punktförmigen Objekts mit der eines flächigen Objekts zu vergleichen. Doch ein Helligkeitsmessgerät beliebiger Bauart – zum Beispiel eine simple Digitalkamera – kann das ohne Weiteres. Die Helligkeit eines Objekts ist die Gesamtmenge an Licht pro Quadratzentimeter, die hier auf der Erde ankommt. Um die Gesamthelligkeit eines Himmelsobjekts zu messen, addiert man die Lichtmenge in allen von dem jeweiligen Objekt beleuchteten Bildelementen (Pixeln) einer Kamera, gleichgültig, ob es sich nur um ein Pixel oder um viele handelt.

SupernovaLaden...
Supernova | Wäre eine mögliche Supernova-Explosion des Sterns Beteigeuze, der linken Schulter des Orion, für das menschliche Auge bedenklich? Das Bild ist eine Montage eines Fotos des Sternbilds Orion von Wolfgang Wiesinger am 19. Januar 2019, das in Laa an der Thaya in Österreich entstand, mit einer künstlerischen Darstellung des explodierenden Riesensterns.

Um auszurechnen, ob die Supernova für menschliche Augen gefährlich wäre, vergleichen wir sie mit dem −27 mag hellen Sonnenlicht, das bekanntlich nicht sofort augenschädlich ist: Beteigeuze ist für das Auge punktförmig. Die Helligkeit von −12 mag verteilt sich im Auge deshalb auf zwei Bogenminuten, entsprechend der Winkelauflösung eines guten Auges. Wenn man die daraus resultierende Beleuchtungsstärke auf eine 30 Bogenminuten große Fläche auf der Netzhaut des Auges hochrechnet (das ist der Winkeldurchmesser der Sonne), entspricht das einer Gesamthelligkeit von −18 mag – gemäß der astronomischen Definition, dass ein Unterschied von einer Größenklasse jeweils einem Helligkeitsverhältnis von 1 zu 2,512 entspricht. Pro Sehzelle auf der Netzhaut erhält das Auge von der Supernova also neun Größenklassen oder einen Faktor (2,512)9 ≈ 4000 weniger Licht als von der Sonnenscheibe. Das ist vollkommen harmlos.

Beim Blick in ein Teleskop muss man anders rechnen: Um in die Augenpupille so viel Licht zu bekommen wie von der Sonne, müsste das Teleskop einen Durchmesser von ziemlich genau einem Meter haben. Damit so viel Licht aber überhaupt in die Pupille passt, muss auch eine mindestens 1000-fache Vergrößerung verwendet werden. Dann jedoch ist der Winkeldurchmesser des von der normalen Luftunruhe verursachten so genannten Seeing-Scheibchens für das Auge bereits 17 Bogenminuten groß. Daraus berechnet sich leicht, dass nun jede Sehzelle rund das Dreifache an Licht wie von der Sonnenscheibe mit bloßem Auge erhält.

Dieses Verhältnis gilt übrigens für alle Teleskope ab etwa sechs Zentimeter Öffnung – bis zu beliebiger Größe. Man sollte die Leute vielleicht tatsächlich davor warnen, die Supernova mit optischer Hilfe zu betrachten – in 100 000 Jahren.

April 2020

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum April 2020

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