Doppler-Effekt

Doppler-Effekt bezeichnet die Veränderung der wahrgenommenen Frequenz einer Welle, wenn sich Quelle und Beobachter relativ zueinander bewegen. In der Astronomie wird dieser Effekt vor allem bei Licht- und Radiowellen genutzt, um die Radialgeschwindigkeit - also die Bewegungskomponente direkt auf den Beobachter zu oder von ihm weg - von Himmelsobjekten zu bestimmen.

Bewegt sich ein Objekt auf den Beobachter zu, werden die Lichtwellen gestaucht: Das Licht erscheint bläulicher (Blauverschiebung). Entfernt sich das Objekt, werden die Wellen gestreckt: Das Licht verschiebt sich in Richtung Rot (Rotverschiebung). Die Größe dieser Verschiebung ist direkt proportional zur Radialgeschwindigkeit.

Das Prinzip wurde 1842 vom österreichischen Physiker Christian Doppler beschrieben. In der Astronomie hat er weitreichende Anwendungen: Die Rotverschiebung weit entfernter Galaxien lieferte den entscheidenden Beweis für die Expansion des Universums - eine Entdeckung, die auf Edwin Hubble zurückgeht. Die Radialgeschwindigkeit von Sternen lässt sich auf wenige Meter pro Sekunde genau messen, was den Nachweis von Exoplaneten über die Radialgeschwindigkeitsmethode ermöglicht. Auch die Rotation von Galaxien und das Aufspüren von Doppelsternen beruhen auf dem Doppler-Effekt.

Die Formel für die Wellenlängenverschiebung lautet: Δλ/λ₀ = v/c, wobei v die Radialgeschwindigkeit und c die Lichtgeschwindigkeit (rund 299.792 km/s) ist.