Gastartikel: Welche Sterne sind die hellsten am Himmel?

α Ori, Beteigeuze, der hellste Stern im infraroten Licht.
https://www.spacetelescope.org/images/opo9604b/
Credit: Andrea Dupree (Harvard-Smithsonian CfA), Ronald Gilliland (STScI), NASA and ESA

Welche Sterne am Himmel sind die hellsten? Die Sonne ist natürlich heller als alle anderen Sterne zusammen, wenn es nach der scheinbaren Helligkeit geht.

Ansonsten gibt es im Internet jede Menge Listen in denen die 10, 25 oder hundert hellsten Sterne aufgeführt sind. Z.B. hier in der Wikipedia Liste der hellsten Sterne.
Somit ist die Frage schon beantwortet.

Oder?

All diese Listen, die man findet, stellen die Reihenfolge der Sterne in der V-Helligkeit dar. Das ist ein Farbfilter, der die visuelle Helligkeit, also die Helligkeit, die wir mit dem bloßen Auge wahrnehmen, gut wiedergibt.

Was dieser und die anderen Farbfilter des Johnson-Systems sind, die bolometrische Helligkeit und der Unterschied zwischen scheinbarer und absoluter Helligkeit ist, hat Alderamin in diesem Artikel schon ausführlich erklärt:
Von wahrer und scheinbarer Größe

Aber was ist mit der Helligkeit über das gesamte Spektrum? Nicht nur den Teil, den wir sehen können, sondern auch den infraroten Teil des Lichts, oder den ultravioletten Teil? Oder mit Helligkeiten in einem anderen Farbfilter des Johnson-Systems z.B. U, B, R oder I?
Da die Sterne unterschiedliche Farben haben, sehen wir nur die Sterne besonders hell, die eine mittlere Temperatur ähnlich wie die Sonne haben.

Filtertransmissionskurven für die U, B, V, R, I-Filter. x-Achse: Lichtwellenlänge, y-Achse: Durchlässigkeit in Prozent. Bild: arXiv:1411.3596

Sehr kühle Sterne, der Spektralklasse M, die rot erscheinen und den größten Teil des Lichts im Infraroten abstrahlen, sehen wir viel weniger hell. Aber vielleicht sind es gerade diese Sterne, die eigentlich die scheinbar hellsten am Himmel sind? Nur können wir den größten Teil ihres Lichts nicht sehen.

Ebenso ergeht es sehr heißen Sternen, der Spektralklassen O und B. Sie erscheinen blau, aber strahlen einen großen Teil ihres Licht im Ultravioletten aus. Auch sie könnten heller als die sichtbaren Sterne sein, ohne dass sie im sichtbaren Licht besonders hell erscheinen.

Scheinbar bolometrisch hellste Sterne

Daher habe ich mich gefragt:
Was sind eigentlich die scheinbar hellsten Sterne am Himmel, ohne dass es dabei auf die Absorption der Erdatmosphäre oder die Empfindlichkeit des menschlichen Auges ankommt? Welche Sterne erscheinen bolometrisch, also in der Energie über den ganzen Spektralbereich am hellsten?

Da ich mir nicht den Aufwand machen wollte, eine solche Liste selbst zu erstellen, habe ich eine gesucht.

Leider brachte die Suche im Internet, weder auf Deutsch noch auf Englisch, ein Ergebnis.

Listen mit den bolometrisch hellsten Sternen, waren immer Listen der absoluten bolometrischen Helligkeit. Scheinbare bolometrische Helligkeiten gab es, bis auf wenige Ausnahmen, wie der Sonne, nicht. Auch Listen der scheinbar hellsten Sterne, in anderen Farbfiltern als V, scheint es nicht zu geben.

Offenbar hatte sich noch niemand damit befasst, oder zumindest war das Ergebnis im Internet nicht zu finden. Was ich nicht glauben wollte.

Daher hatte ich Alderamin gefragt, davon ausgehend, dass er die vermeintlich leichte Frage lösen könnte. Doch die hat sich offenbar als schwieriger herausgestellt, als ich zunächst dachte.

Meine erste Idee war, mir selbst eine solche Liste der scheinbaren bolometrischen Helligkeiten zu erzeugen. Ausgehend von den scheinbar 100 hellsten Sternen nach V-Helligkeit, habe ich mit einer Näherungsformel für die bolometrische Korrektur in Abhängigkeit von der Spektralklasse die scheinbare bolometrische Helligkeit ausgerechnet und die Liste neu sortiert. Dabei ist die bolometrische Korrektur BC_V die Differenz zwischen der V-Helligkeit und der bolometrischen Helligkeit. Für Sterne der Spektralklassen A, F und G ist sie klein, wird aber für sehr kühle oder heiße Sterne groß, bis zu 3 oder 4 Größenklassen.

Dabei kam es zu mehreren Problemen:
Erstens wird die Näherungsformel um so ungenauer, je weiter man sie von den mittleren Spektralklassen entfernt anwendet. Das sind aber gerade die interessantesten Sterne, das sie bolometrisch deutlich heller als visuell sind. Zum zweiten sind bolometrisch sehr helle Sterne mit großer bolometrischer Korrektur womöglich gar nicht in der Liste der hellsten Sterne vorhanden.

Dann habe ich versucht, aus den Listen mit den bolometrisch absolut hellsten Sternen, mittels der Entfernung, die scheinbaren Helligkeiten auszurechnen. Das funktionierte aus mehreren Gründen ebenfalls nicht. Erstens ist die Entfernung womöglich nicht die, mit der die absolute bolometrische Helligkeit ausgerechnet wurde. Zweitens sind nähere, aber nicht absolut sondern scheinbar helle Sterne, gar nicht in der Liste. Und drittens gibt es noch die Extinktion. Durch Staub und Gas wird das Licht, vor allem im blauen aber auch im sichtbaren Bereich stark absorbiert, wodurch der entfernte Stern dunkler erscheint, als er es bei freier Sicht wäre.

Das beeinflusst letztlich auch die Berechnung über die bolometrische Korrektur.

Ein weiteres, generelles Problem ist dass viele Sterne, vor allem helle, variabel sind. D.h. die Helligkeit ist mit der Zeit veränderlich.
Und auch, bis zu welchem Abstand man Doppelsterne als einen Stern zusammen zählt.

Bisher bin ich hier leider noch zu keiner Lösung gelangt. Was die scheinbar bolometrisch hellsten Sterne sind, muss also erst mal offen bleiben.

Hellste Sterne in den Farbfiltern des Johnson-Systems

Bei der Helligkeit in anderen Farbbereichen als V bin ich weiter gekommen. Zunächst gibt es den Hipparcos Katalog, in dem die Sterne mit ihrer gemessenen Hp-Helligkeit verzeichnet sind. Die ist aber sehr ähnlich zur V-Helligkeit, nur mit einem etwas breiteren Filter.

Und dann gibt es noch SIMBAD. Das ist eine Datenbank, in der viele astronomische Objekte verzeichnet sind. Siehe hier: SIMBAD
Für manche Farbfilter tut er fast das, was ich wollte. So für J, H und K. Man kann z.B. alle Einträge mit Jmag < 1 suchen lassen und dann sortieren.

Super, Problem gelöst!

Nun, teilweise.

Für Umag < 1 sieht es schon schlechter aus.
Erstens sind da alle möglichen Einträge mit drin, die gar keine Sterne sind. Zweitens haben einige helle Sterne für bestimmte Farbfilter, vor allem U, R und I gar keinen Eintrag und fehlen in den entsprechenden Listen.
Außerdem gibt es offenbar noch Einträge wie die Maximalhelligkeiten von Supernovae u.ä. Schlimmer noch sind Fehleinträge, wie wenn 0 für einen fehlenden Wert eingetragen wurde, oder möglicherweise Einsen abgeschnitten wurden und so statt 10.52 0.52 (Bmag bei HD 101847 C), oder vermutlich Farbindizes wie B-V anstelle von z.B. der B-Helligkeit eingetragen wurden. Anders kann ich mir manche Einträge der Listen nicht erklären. Außerdem taucht CoRoT 110778159 trotz 14 mag unter den Sternen heller als 1 mag in V auf!

Nach dem ich zunächst U, B und V probiert hatte, fand ich Simbad für diesem Zweck gar unbrauchbar. Wenn ich dagegen erst die J, H oder K Helligkeiten probiert hätte, wäre die Einschätzung anders ausgefallen.

Also habe ich das alles manuell aussortiert und habe nun wenigstens Listen der hellsten Sterne in den Johnson-Farbfiltern. Aber die Veränderlichkeit von Sternen, besonders Mira Veränderliche wie R Doradus, die großen Helligkeitsschwankungen unterliegen, erschweren eine solche Liste.

Hier sind meine Ergebnisse:

Tabellen der hellste Sterne in den Farbfiltern des Johnson-Systems (und Hipparcos)

Hellste Sterne in der Hipparcos Magnitude Hp

Hellste Sterne in U.
Es sind viele Sterne des Spektraltyps B darunter.

Hellste Sterne in B.

Hellste Sterne in V.
Das ist die übliche Lister der visuell hesten Sterne.

Hellste Sterne in R

Hellste Sterne in I.
Jetzt ist Beteigeuze der hellste und nicht mehr Sirius. Es sind einige Sterne der Spektralklassen K und M darunter.

Hellste Sterne in J.
Diese und die folgenden Listen können problemlos über Simbad erzeugt werden.

Hellste Sterne in H.

Hellste Sterne in K.
Tief im Infraroten sind nur noch rote Riesen und Überriesen darunter, insbesondere variable Sterne vom Mira-Typ. Durch die Veränderlichkeit ist die Reihenfolge natürlich nur noch bedingt aussagekräftig.