Astronomie für Nicht Physiker SS 2013

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1 Astronomie für Nicht Physiker SS Astronomie heute (Just, Fendt) Sonne, Erde, Mond (Fohlmeister) 2.5. Das Planetensystem (Fohlmeister) Teleskope, Instrumente, Daten (Fendt) Geschichte der Astronomie (Just) 6.6. Sterne: Zustandsgrößen (Fendt) Sterne: Entstehung & Entwicklung (Fendt) Die Milchstraße (Just) Astrochemie, Exoplaneten & Leben (Fendt) 4.7. Galaxien (Just) Aktive Galaxien, Quasare und Schwarze Löcher (Fendt) Urknall und Expansion des Universums (Just) Weltmodelle (Just) :00 Besuch MPIA/LSW (Fendt)

2 Astronomie für Nicht Physiker SS 2013 Ziel: -> Vermittlung gesicherter Kenntnisse über das Universum -> Diskussion offener Fragen Astronomen vermessen das Weltall: -> Beobachtung weit entfernter Objekte unterschiedlichster Art Astrophysiker erklären beobachtete Prozesse: -> Anwendung gesicherter physikalischer Erkenntnisse (z.b. aus Labor-Experimenten)

3 1. Astronomische Objekte: Sonne, Sonnensystem, Planeten, Mond(e), Sterne, Molekülwolken, Sternhaufen, Galaxien (Milchstraße), Quasare (aktive Galaxienkerne), Galaxienhaufen, Universum 2. Astronomische Entfernungen Astronomische Einheit, Lichtjahr, Parsec 3. Astronomische Zeitskalen Monat, Jahr Veränderliche Phänomene Leuchtkraftvariation, Bewegung Christian Fendt, Max Planck Institut für Astronomie,

4 Die Erde = ein Planet = Gestein + Atmosphäre

5 Die Sonne = ein Stern = der nächste Stern

6 Sonne: heiße Gaskugel, strahlt -> Gasdruck drückt gegen Gravitation Temperaturen: außen: 5000 Grad Zentrum: 14 Mio. Grad Masse: 2 x 1030 kg = Einheitsmasse in der Astronomie = Erdmassen Radius: km = 100 x Erdradius

7 Sonne: heiße Gaskugel, strahlt -> Gasdruck drückt gegen Gravitation Temperaturen: außen: 5000 Grad Zentrum: 14 Mio. Grad Masse: 2 x 1030 kg = Einheitsmasse in der Astronomie = Erdmassen Radius: km = 100 x Erdradius Potenz-Schreibweise großer Zahlen: 1 Mio km = km 1 Mrd km = km 1 Tonne = 1000 kg = 103 kg 14 Mio Grad = Grad = 1.4 x 106 Grad 1 MO = 2 x 1030 kg = kg = 2000 Mrd Mrd Mrd kg

8 Sonne Sonnenflecken: dunkler Fleck: kühles Gebiet heller Fleck: heißes Gebiet -> zeitlich veränderlich -> Zeichen der Sonnenaktivität

9 Sonne Sonnenaktivität: - Eruptionen - Fackeln - Sonnenwind, heißes Plasma (verursacht Polarlichter auf der Erde) - Magnetfeld - Effekte - Einfluß auf irdisches Leben Protuberanz auf der Sonne, gemessen mit EIT (extremes UV Instrument) auf Sonnensonde SOHO, Bild: SOHO/EIT-Konsortium (ESA & NASA)

10 Planeten: Gesteinskugeln / Gaskugeln: kalt = strahlen nicht umkreisen Sonne: Umlaufszeit abhängig vom Abstand (Keplergesetze) -> Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, (Pluto) Saturn (HST): Gasplanet

11 Planeten: Gesteinskugeln / Gaskugeln umkreisen Sonne: Umlaufszeit abhängig vom Abstand (Keplergesetze) -> Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, (Pluto) Mars (HST): Gesteinsplanet

12 Mars

13 Mars

14 Mond(e): Gesteinskugel(n): = umkreist Erde = umkreisen Planeten (bzw. Kleinplaneten) etwa 200 Monde im Sonnensystem bekannt: Erde: 1 Mond ( der Mond ) Saturn: 28 Monde Erdmond groß : = 1 / 81 Erdmasse Monde z.t. größer als andere Planeten: Titan (Saturn), Kallisto & Ganymed (Jupiter), Triton (Neptun) -> sind größer als Planet Merkur

15 von: NASA Titan (Sat), Kallisto, Ganymed (Jup) Triton (Nep)

16 Meteore, Meteoriten, Kometen, Asteroiden, Zwergplaneten = Gesteinsbrocken, Kleinkörper: umkreisen Sonne; manche können Erde treffen Meteore = Leuchterscheinungen am Himmel = Sternschnuppen Meteoroiden = Kleinkörper, die in Erdatmosphäre eindringen Meteorite = herabgefallene Körper Kometen = (kleine) Himmelskörper, erzeugen in Sonnennähe einen Schweif (Koma) Asteroiden = Kleinkörper auf Keplerbahnen um die Sonne (~ bekannt) Zwergplaneten = Kleinkörper, aber massiv genug um Kugelgestalt zu formen (Beispiel: Pluto) Halley

17 Sonnensystem: = Sonne + Planeten + Monde + Asteroiden +... Entfernungen: Mond =384000km Sonne =150 Mio km = Astronomische Einheit (AE) Sonne-Jupiter = 800 Mio km Durchmesser Sonnensystem = 100 AE (?)

18 2. astronomische Entfernungenseinheiten 1) Astronomische Einheit : 1 AE = 150 Mio km = Entfernung Sonne-Erde 2) Lichtjahr (Lj): Lichtgeschwindigkeit: km/s 1 Lj = Entfernung, die Licht in 1 Jahr zurücklegt = km/s x 3600x 24x 365 s = km = 9.5 x 1012km = 9500 Mrd km 3) Parsec (pc, Parallaxensekunde ) = AE = 3.26 Lj = Entfernung, aus der 1 AE einer Bogensekunde entspricht Vergleiche: Winkelmessung: 1 Grad = 60 Bogenminuten = 3600 Bogensekunden (Daumenbreite am ausgetreckten Arm = 2 Grad) 1 Bogensekunde = Euromünze in 5 km Entfernung vgl.: Telekopauflösung (optisch) bis zu 0.1 Bogensekunden

19 Sterne: Sternbild Orion Sonnen wie unsere, aber weit entfernt von unserem Sonnensystem -> heiße Gaskugeln -> 5000 sichtbar mit bloßem Auge (von 100 Mrd.) -> nächster Stern ist x weiter entfernt von Erde als Sonne -> Lichtpunkte (nicht aufgelöst) Image courtesy Tyler Nordgren

20 Sterne: heiße Gaskugeln starke Unterschiede in: - Größe (bis 300x Sonne) - Helligkeit (bis x Sonne, entfernungsabhängig) - Farbe, Temperatur: rot (3000K) bis blau ( K)

21 Galaxien = Sternsysteme = Mrd. Sterne

22 Galaxien: Sternsysteme aus vielen Mrd. Sonnen, aber in riesiger Entfernung -> flächige Objekte (aufgelöst) -> verschiedene Formen, Farben, Gruppierunge Beispiel: Spiralgalaxie M101 Hubble Space Telescope

23 Galaxien: -> 80 verschiedene Galaxien Hubble Space Telescope

24 Galaxien: Galaxienkollision (Arp 274) Hubble Space Telescope

25 Galaxien: -> Andromeda-Galaxie unsere Nachbar-Galaxie Entfernung 2 Mio Lj mit dem Auge

26 Galaxien: -> Andromeda-Galaxie Durchmesser am Himmel: 0.5 Grad mit dem Teleskop

27 Galaxien: die Milchstraße: -> unsere Heimatgalaxie Sonne umkreist in 230 Mio. Jahren das galaktische Zentrum Abstand zum Zentrum: Lichtjahre = 1.6 Mrd x weiter v. Erde als Sonne = 1000x näher als bis zur nächsten ähnlichen Galaxie (Andromeda) Durchmesser = Lj Jens Hackmann: Milchstraße über Weickersheim

28 Galaxien: -> Zentrum der Milchstraße

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