Inhaltsverzeichnis. Vorwort... 8

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1 Vorwort... 8 Orientierung am Himmel Überblick über typische astronomische Objekte Überblick über astronomische Größenordnungen Entfernungen Zeiten Massen Tägliche Rotation der Erde Jährliche Bewegung der Erde Erdbahn Jahreszeiten Koordinatensysteme Horizontsystem Äquatorialsystem Zusammenhang zwischen Horizont- und Äquatorialsystem Präzession Jahreszeitliche Veränderungen am Himmel Bewegung und Größe der Planeten Aspekte Schleifenbahnen Siderische und synodische Umlaufdauer Planetenphasen Planetendurchmesser Sonnensystem Überblick Planeten Merkur Venus Erde Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Zwergplaneten und Plutoiden Pluto Weitere Zwergplaneten Kleinkörper Asteroiden Kuipergürtel Oort sche Wolke Kometen Meteoroide, Meteore und Meteorite... 55

2 10 Bestimmung von Massen und Bahnparametern Ellipsengeometrie Keplergesetze Gravitation Bestimmung der Erdmasse Bestimmung von Planetenmassen Allgemeine Form des 3. Keplergesetzes Computersimulation von Keplerbahnen Bewegungen im Gravitationsfeld Potenzielle Energie Kreis- und Ellipsenbahnen Hohmannbahn Entfernungen im Sonnensystem Sonne Vermessung der Sonne Spektralanalyse Wellennatur des Lichts Elektromagnetisches Spektrum Kontinuierliches Spektrum und Linienspektren Emissions- und Absorptionsspektren Deutung der Emissions- und Absorptionsspektren Sonnenspektrum Energieabstrahlung der Sonne Solarkonstante Leuchtkraft der Sonne Strahlungsgesetze Oberflächentemperatur der Sonne Energieerzeugung im Inneren der Sonne Die Sonne, ein riesiger Ofen? Gravitationsenergie Kernenergie Massendefekt und Kernbindungsenergie Massebilanz für die Sonne Bedingungen für die Kernfusion Zentraltemperatur der Sonne Maxwellverteilung Tunneleffekt Fusionsprozesse Aufbau der Sonne Die ruhige Sonne Beobachtung der Sonne Die aktive Sonne Sonnenflecken Protuberanzen und Eruptionen Terrestrische Wirkungen der Sonne

3 Sterne Jährliche trigonometrische Parallaxe Bewegung von Sternen Eigenbewegung Radialbewegung und Dopplereffekt Einführung Granulation der Sonnenoberfäche Doppelsterne Sonnenrotation Extrasolare Planeten Radialgeschwindigkeitsmethode Transitmethode Fremde Welten Erste Photos von Exoplaneten Leben auf fremden Planeten Entstehung des Lebens auf der Erde Entstehung höherer Lebensformen Kontakt mit ETI Sternhelligkeiten Scheinbare Helligkeit Absolute Helligkeit Spektralklassen Hertzsprung-Russell-Diagramm Einführung Spektroskopische Entfernungsbestimmung Bestimmung von Sternradien Sternmassen Doppelsterne Massebestimmung für Doppelsterne Masse-Leuchtkraft-Beziehung Massebestimmung bei Einzelsternen Sternentwicklung Sternentstehung Vom Infrarot- zum Hauptreihenstern Hauptreihenstadium Alter von Sternhaufen Rote Riesen Pulsationsveränderliche Endzustände von Sternen Weiße Zwerge Neutronensterne (Pulsare) Stellare Schwarze Löcher (Kollapsare) Masseverlust von Sternen Planetarische Nebel Novae

4 Inhaltsverzeichnis 29.3 Supernovae Supernovae vom Typ II Supernovae vom Typ Ia Beobachtung von Supernovae Überblick Sternhaufen 007 ein Sternhaufen aus dem Computer Entwicklung von Sternen Entwicklung der Sonne Großstrukturen im Weltall Unser Milchstraßensystem Milchstraße Blick auf andere Galaxien Spiralstruktur Kugelsternhaufen Entstehung der Galaxis Ort der Sonne in der Galaxis Ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxis Aufbau des Milchstraßensystems Rotation und Masse unseres Milchstraßensystems Galaxien Entfernungsmessung mit Cepheidensternen Entfernungsmessung mit Supernovae Galaxienflucht Galaxienhaufen Quasare Entfernungen Kosmologie Expansion des Universums Urknall Alter des Universums Größe des Universums Entfernungen im expandierenden Universum Newton sches Weltmodell Relativistische Weltmodelle Voids, Filamente, Surveys und Simulationen Dunkle Materie und Dunkle Energie Aufgaben aus einem größeren Zusammenhang Aufgaben zu den Kapiteln Orientierung am Himmel und Sonnensystem Halley

5 1.2 Jupiter Venus Saturn Kollisionen im Sonnensystem Aufgaben zum Kapitel Sonne Leuchtkraft der Sonne (1) Leuchtkraft der Sonne (2) Sonnenwind Sonnenenergie Spektrum der Sonne Aufgaben zum Kapitel Sterne Exoplanet des Sterns HD Regulus ε Tauri Supernova SN 1987A Plejaden Barnards Pfeilstern Das Firmament Sirius als Doppelstern Beobachtungen im Virgohaufen Aufgaben zum Kapitel Großstrukturen im Weltall Entfernungsmessungen und Weltalter Andromedagalaxie Kugelsternhaufen Galaxien im Sternbild Andromeda Anhang Zeitmessung Drehbare Sternkarte Teleskope Refraktor Reflektor Auflösungsvermögen Fernrohrmontierungen Beobachtung von Objekten Stichwortverzeichnis Abbildungsverzeichnis Dieses Kapitel geht über den im Lehrplan des bayerischen Gymnasiums verlangten Stoff hinaus. 2 Die Behandlung dieses Kapitels ist fakultativ.