Na minha opinião, só pode ser anos-luz.

É certo que, nas palavras compostas de dois substantivos, vão para o plural ambos os elementos: couves-flores, palavras-chaves, etc. Mas, se um deles contiver uma noção claramente determinativa de fim, só o outro irá para o plural. Pertence a esta excepção – muito difícil de indicar com rigor – a unidade de medida astronómica ano-luz.

Um ano-luz (em definição dicionarizada) equivale à distância percorrida pela luz à velocidade de 300 000 quilómetros por segundo num período de 365,25 dias. O segundo substantivo contamina e subalterniza o significado do primeiro.

Imaginemos, no entanto, que alguém argumenta: se o segundo contamina o primeiro, o primeiro também contamina o segundo, sem o que ambos não poderiam ser indissociáveis. Na verdade, ambos se influenciam. Mas vejamos: o que na definição percorre determinada distância não são várias "luzes": é a luz. Portanto, no presente contexto, se este substantivo fosse igualmente para o plural, não teríamos apenas uma flexão de número. Também teríamos – em relação a ano-luz – uma mudança de significado.