Sterne, davon einige hellere, die in einem Haufen geballt sind. Sie sind von Staub und Gas umgeben.

Kontroverse um Abstand der Plejaden

Herbstlicher Sternenhimmel über eine Stadtlandschaft. Mehrere Anhäufungen von Sternen sind zu erkennen.
Plejaden und Hyjaden

Die Messung von Entfernungen im Weltraum basiert auf verschiedenen, teilweise aufeinander aufbauenden, Methoden für unterschiedliche Bereiche. Ein sehr wichtiger Schritt auf dieser Entfernungsleiter ist die direkte Messung des Abstandes zu Sternhaufen, weil sie als Maßstab für die Messung weiterer Distanzen dient und zugleich wichtige Aussagen zur Sternphysik ermöglicht. Ein Team von Wissenschaftlern veröffentlichte nun im Fachblatt „Science“ die Ergebnisse einer eineinhalbjährigen Messkampagne zur Entfernungsbestimmung mit drei großen Radioteleskopen.

Ziel ihrer Untersuchung war der Sternhaufen der Plejaden, auch als Messier 45 oder M45 bekannt. Die Entfernung zu den Plejaden wurde in der Vergangenheit schon mit verschiedenen Methoden bestimmt. Diese bisherigen Messungen und die neuen Parallaxenmessungen mit radiointereferometrischen Daten stimmen untereinander mit einer Entfernung von etwa 136 Parsec gut überein. Ein Parsec entspricht 3,26 Lichtjahren. Für die Radiointerferometrie werden die Signale von drei möglichst weit voneinander entfernten Teleskopen so miteinander verknüpft, dass die Ortsbestimmung der Genauigkeit eines Teleskops von beinahe der Größe der Erde entspricht.

Wissenschaftlicher Plot. Messpunkte schwanken um den Wert 136 Parsec. Zwei Punkte sind deutlich niediger: Die Hipparcos-Messungen.
Entfernungsmessungen im Zeitverlauf

Diese Messungen weichen allerdings signifikant von den Ergebnissen des europäischen Astrometriesatelliten Hipparcos ab, der von 1989 bis 1992 die Positionen und Abstände von 118 000 Sternen ebenfalls mithilfe von Parallaxenmessungen bestimmte. Für Parallaxenmessungen werden die scheinbaren Schwankungen der Position eines Sterns vor weit entfernten Hintergrundsternen im Laufe eines Jahres vermessen: Nahe Objekte ändern ihre Richtung durch die veränderliche Position der Erde stärker vor dem Hintergrund als weit entfernte.

Nach den zunächst 1999 und später noch einmal 2009 ausgewerteten Hipparcos-Daten sollte M45 nur etwa 119 bis 120 Parsec entfernt sein, ein Unterschied von mehr als zehn Prozent. Dieser recht kleine Unterschied habe jedoch – so die Forscher – einen Einfluss auf die physikalischen Modelle der Sterne. So müssten die Plejaden etwa bis zu vierzig Prozent mehr Helium enthalten, damit sie eine Entfernung von nur 120 Parsec besitzen könnten, wenn die vorhandenen Sternentwicklungsmodelle korrekt sind. Bisher gingen viele Astronomen tatsächlich davon aus, dass die mit Hipparcos ermittelte Entfernung stimme und die Korrekturen an der physikalischen Beschreibung der Sterne vorgenommen werden müssen.

Prinzip der Parallaxe: Strahlengänge bei den verschiedenen Sternkonstellationen.
Entfernungsbestimmung mithilfe der Parallaxe

„Unsere Ergebnisse zeigen überzeugend, dass die von Hipparcos gemessenen Entfernungen zu den Plejaden fehlerhaft sind“, schreiben die Forscher. Da jedoch nicht klar sei, was die Ursache für diesen Fehler der Astrometriedaten sein könnte, folgern sie, dass ein solcher Fehler auch für die Daten der Gaia-Mission gefährlich sein kann. Der im vorigen Jahr gestartete Satellit Gaia verwendet im Prinzip die gleiche Methode zur Entfernungsbestimmung wie sein Vorgänger Hipparcos.