Projektion — was am Himmel nur so aussieht

Ein Astrofoto ist eine Landkarte mit einem fundamentalen Defekt: Es hat keine Tiefenachse. Alles, was zufällig auf derselben Sichtlinie liegt, wird auf dieselbe Stelle gestempelt — der Stern von nebenan mitten auf den Nebel dahinter, der Haufen aus dem Vordergrund mitten in die Wolke im Hintergrund. Wer Bilder des Himmels lesen will, muss diesen Defekt kennen, denn er erzeugt die schönsten Täuschungen dieser Galerie.

Das Bild ist eine Sichtlinie

Die Kamera integriert alles entlang des Strahls. Was im Bild „mittendrin“ steht, kann in Wahrheit tausende Lichtjahre davor oder dahinter liegen — Nachbarschaft im Bild beweist gar nichts.

Sternbilder verbinden Sterne nach ihrer Richtung am Himmel. Viele dieser Sterne liegen räumlich weit auseinander; einzelne Teilgruppen können dennoch physisch zusammengehören. Die bekannte Figur allein beweist keine gemeinsame Herkunft. Sternbilder sind vor allem ein Ordnungssystem für Himmelsrichtungen.

Auch die Größe lügt

Die zweite Unterschlagung des Bildes: Es kennt nur Winkel. Ob etwas groß und fern oder klein und nah ist, sieht man einem Winkel nicht an — ein Daumennagel am ausgestreckten Arm deckt den Mond ab, und der Mond würde den Sichelnebel abdecken:

Mond und Sichelnebel erscheinen unter ähnlichem Winkel — dabei würde zwischen Erde und Mond nicht einmal das Licht eine Sekunde brauchen, während der Nebel 25 Lichtjahre durchmisst. Der Himmel zeigt Winkel; Größen muss man rechnen.

Ein paar Dinge, die man dazu wissen sollte:

Jedes Bild ist auch ein Zeit-Mosaik. Das Licht des Vordergrundsterns ist ein paar hundert Jahre alt, das des Nebels dahinter einige tausend, das von M 31 zweieinhalb Millionen. Ein einziges Foto mischt Epochen — was nebeneinandersteht, ist nicht gleichzeitig.
Andromeda ist sechs Vollmonde breit. Am Himmel misst M 31 gut drei Grad — das Auge sieht davon nur den hellen Kern, und viele halten die Galaxie deshalb für winzig. Der scheinbare Widerspruch „riesig am Himmel, aber unsichtbar“ ist reine Flächenhelligkeit: viel Winkel, wenig Licht pro Winkel.
Wie man die Tiefe zurückgewinnt. Die fehlende Achse wird gemessen, nicht gesehen: Parallaxe für die nahen Sterne, Standardkerzen wie die Typ-Ia-Supernovae aus dem Supernova-Artikel für die Ferne, dazu Indizien wie die Rötung durch Staub. Erst diese Messungen verwandeln das flache Bild in einen Raum.
Manchmal hilft die Physik direkt im Bild. Silhouetten beweisen ein Davor (Staub vor Leuchtgas), Ionisationssäume beweisen ein Beieinander (der Stern muss nah genug sein, um die Front zu treiben). Ein gelesenes Bild enthält mehr Tiefe, als es zeigt.