Einführung in die Astronomie

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1 Einführung in die Astronomie Teil 1 Peter H. Hauschildt yeti@hs.uni-hamburg.de Hamburger Sternwarte Gojenbergsweg Hamburg part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.1/27

2 Geplante Themen 1. Sonnensystem 2. Gravitation, Keplersche Gesetze 3. Physik der Planeten 4. Monde, Asteroiden, Kometen, Meteoriten 5. Strahlung & Teleskope 6. Charakteristische Größen von Sternen 7. Sonnen- und Sternatmosphären part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.2/27

3 Geplante Themen 1. Sternaufbau 2. Sternentwicklung 3. Endstadien der Sternentwicklung 4. Stern- und Planetenentstehung 5. Veränderliche Sterne part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.3/27

4 Überblick Astronomie nicht mit Astrologie verwechseln! Astronomie ist vielleicht die älteste Wissenschaft dadurch viele seltsame Eigenheiten (Namen etc) praktische Bedeutung durch Zeitmessung part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.4/27

5 Überblick Moderne Astronomie ist Teil der Physik Astrophysik Astronomie ist aber von je her interdisziplinär! Mathematik, Physik, Chemie, Philosophie seit neuestem: Informatik, Meteorologie, Biologie part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.5/27

6 Powers of ten Astronomie überspannt astronomische Größenordnungen part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.6/27

7 Einige Zahlen Radius der Erde: R = 6382 km Radius von Jupiter: R Jup = 11R Radius der Sonne R = m = 109R Entfernung Sonne-Erde: km = 1 AU 214 R Entfernung Sonne-Jupiter: 5.2 AU Entfernung Sonne-Pluto: 39.5 AU Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Cen): 1.3pc 4.22 ly AU km part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.7/27

8 Einige Zahlen Entfernung zum Zentrum der Milchstraße: 8 kpc Durchmesser der Milchstraße: 50 kpc Entfernung zu den Magellanschen Wolken: 50 kpc Entfernung zum Andromeda Nebel (M31): 780 kpc Radius der lokalen Galaxiengruppe: 1.4 Mpc Entfernung zum Virgo Cluster: 16 Mpc Radius des beobachtbaren Universums: 4 Gpc... part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.8/27

9 Sternbilder Ein Blick an den Himmel sieht ungefähr so aus: part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.9/27

10 Sternbilder Mythologisch wurde daraus part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.10/27

11 Sternbilder und heute part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.11/27

12 Sternbilder Modern: 88 Sternbilder, definiert durch die IAU Sternnamen: Eigennamen: Vega Griechischer Buchstabe & Sternbild: α Lyrae Katalogname: BD , HD , GC 25466, SAO etc. Sternbilder auch verwendet zur ungefähren Angabe der Position nicht-stellarer Objekte (z.b. Galaxien) part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.12/27

13 Koordinatensysteme!! Horizontsystem Zenithdistanz z Höhe h Azimut A hängt von Ort und Zeit ab! part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.13/27

14 Koordinatensysteme!! Äquatorialsystem Deklination δ Rektaszension ( right ascension ) α Stundenwinkel t (Abstand vom Meridian) part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.14/27

15 Koordinatensysteme!! warum? Erdachse geneigt um 23.5 Jahreszeiten! part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.15/27

16 Koordinatensysteme!! Sonne (und Planeten etc.) wandert auf der Ekliptic Abstand Sonne Himmelsäquator variabel Sonne im Himmelsäquator: Frühlingspunkt ( vernal equinox ) Herbstpunkt ( autumnal equinox ) part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.16/27

17 Koordinatensysteme Weitere Systeme sind Ekliptikalsystem Länge λ (Frühlingspunkt) Breite β Galaktisches System Länge l (Zentrum der Galaxis) Breite b part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.17/27

18 Präzession!! Erde Kreisel Neigung der Erdachse Sonne/Mond versuchen Kreisel aufzurichten Präzession Jahre Periode part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.18/27

19 Präzession Himmelspol folgt Kreis um den Pol der Ekliptik Frühlingspunkt wandert entgegen der scheinbaren Bewegung der Sonne Äquatorialkoordinaten ändern sich langsam! part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.19/27

20 Nutation!! Mondbahn Kreisel Sonne Präzession der Mondbahn 18.6 Jahre Periode variiert Drehmoment auf Erdkreisel erzwungene Schwingung Nutation part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.20/27

21 Nutation Nutation ändert den Winkel der Erdachse periodisch extra Nutationskegel mit 8 Öffnung + zusätzliche Effekte (z.b. Planetenpräzession) part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.21/27

22 Zeitmessung!! astronomische Zeit am genauesten... aber Atomuhren sind jetzt genauer Sternzeit Stundenwinkel Θ des Frühlingspunkts Sterntag = 24h Sternzeit astronomisch brauchbar sehr part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.22/27

23 Zeitmessung!! Sternzeit scheinbare Bewegung der Sonne Aufgangs/Untergangszeit ändert sich ca. 4min pro (Sonnen) Tag Sternzeit nicht brauchbar für normale Zeitmessung part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.23/27

24 Zeitmessung Wahre Sonnenzeit Stundenwinkel der Sonne +12h Tagesanfang um Mitternacht Problem: nicht gleichförmig! Erde schneller im Winter (179 Tage), langsamer im Sommer (186 Tage) Tageslänge hängt von Abstand Sonne Himmelsäquator ab part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.24/27

25 Zeitmessung Mittlere Sonnenzeit mittlere Sonne: konstante Winkelgeschwindigkeit 360 /Jahr 24h mittlerer Sonnenzeit Zeit zwischen Kulminationen der mittleren Sonne Zeitgleichung = Wahre Zeit mittlere Zeit part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.25/27

26 Parallaxe!! Erde kreist um Sonne scheinbare Änderung der Position eines relativ nahen Sternes part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.26/27

27 Parallaxe!! Parallaxe sin π = a/r π = AU Definition des parsec (pc) a/r 1 sinπ π π/1 = 1pc/r part1.tex Einführung in die Astronomie Peter H. Hauschildt 21/10/2014 9:17 p.27/27