Extrasolare Planeten und ihre Zentralsterne

Transkript

1 Extrasolare Planeten und ihre Zentralsterne

2 Nachtrag Organisatorisches Da schlussendlich eine individuelle Benotung erfolgen muss, soll am Ende eine etwa einstündige Klausur über den Stoff der Vorlesung geschrieben werden. Welche Zeiten für Vorlesung Montag und Dienstag? Der Termin am Dienstag 15:45-16:30 Uhr oder 16:30-17:15 Uhr? Ergebnis der Absprache: Weiter um 15:45-16:30 Uhr. Übungen werden nicht direkt angeschlossen, sondern im Rahmen der Planung, Durchführung und Auswertung der Transit-Beobachtung durchgeführt. Gerne jederzeit Fragen stellen.

3 Nachtrag - Organisatorisches

4 Rückblick Themen der letzten Vorlesung: Praktische Beobachtungen als Übungen Das Sonnensystem Lehren aus dem Sonnensystem: Sowohl hoher Grad an Ordnung aber auch Individualität (Planeten) und Vielfalt (Asteroiden, Monde).

5 Rückblick Themen der letzten Vorlesung: Praktische Beobachtungen als Übungen Das Sonnensystem Lehren aus dem Sonnensystem: Sowohl hoher Grad an Ordnung aber auch Individualität (Planeten) und Vielfalt (Asteroiden, Monde). Was lässt das vermuten, über das was uns noch erwartet?

6 Sonnensystem - Nachtrag Abbildung: Methan, Ethan, Propan auf Titan Sonnensystem gestern: Dichte Jupiter schwer zu ermitteln - Seismik bei Shoemaker-Levy 9? Seen auf Titan - Ethan, Methan, Propan Vulkan auf Tvashtar (Io/Jupiter) - en.wikipedia.org/ wiki/file:tvashtarvideo.gif Wasser auf Mars - eso.org/ public/news/eso1509/ Methylcyanid in protoplanetarer Scheibe - eso.org/ public/news/eso1513/

7 Sonnensystem - Extrasolare Planeten

8 Koordinatensysteme in der Astronomie Übersicht Problem: Beschreibung der Positionen und Bahnen der Himmelskörper am Himmel. Themenübersicht: Die Himmelskugel Grundbegriffe Koordinatensysteme

9 Die Himmelskugel Die Kugel auf der die Sterne lokalisiert zu sein scheinen. Eigenschaften der Himmelskugel: Radius unerheblich, zentriert auf den Beobachter, jede Ebene die den Beobachter enthält schneidet die Himmelskugel in einem Großkreis Abbildung: Die Himmelskugel.

10 Begriffe zur Orientierung auf der Himmelskugel Horizont, Zenit und Nadir Horizont: Großkreis der Ebene senkrecht zur Lotrichtung Zenit: Oberer Schnittpunkt der Lotrichtung mit der Himmelskugel (arabisch: samt ar-ra s Richtung des Kopfes, Scheitelpunkt ) Nadir: Unterer Schnittpunkt der Lotrichtung mit der Himmelskugel (arabisch: nazir Gegenteil, Ebenbild )

11 Begriffe zur Orientierung auf der Himmelskugel Himmelspole und Himmelsäquator Himmelspole: Schnittpunkte der Erdachse mit der Himmelskugel Himmelsäquator: Erdäquator auf den Himmel projiziert Abbildung: Himmelspole und Himmelsäquator

12 Begriffe zur Orientierung auf der Himmelskugel NOSW-Punkte und Meridian NOSW Punkte: Auf dem (Himmels-)Horizont gelegene Punkte in Richtung Norden, Osten, Süden und Westen. Meridian: Großkreis durch den Himmelspol, Zenit, Südpunkt, Nadir und Nordpunkt Abbildung: Der Meridian (orange)

13 Koordinaten auf der (Himmels-)Kugel Die Himmelskugel ist zweidimensional: nur die Richtung nicht die Entfernung zu den Objekten wird abgebildet. Ähnlichkeit zwischen Himmelskugel und Erdoberfläche. Angaben auf der Erde erfolgen durch zwei Winkel (Länge und Breite) relativ zum Äquator und dem senkrecht darauf stehenden durch Greenwich verlaufenden Großkreis (Nullmeridian). Beispiel: Hamburg: N, 10 0 O 53,55 nördlich des Äquators und 10 Grad östlich von Greenwich

14 Die Wahl des Koordinatensystems Auf der Himmelskugel soll ein ähnliches System etabliert werden wie auf der Erdoberfläche. Es gibt unendlich viele Möglichkeiten ein Koordinatensystem zu wählen, aber welches ist geeignet?

15 Horizontkoordinaten Angabe der Position durch Azimut und Höhe basierend auf lokalem Horizont und Südpunkt. Das Azimut: Winkel entlang des Horizonts gerechnet in Richtung SWNO. Bezugspunkt Süd- oder Nordpunkt. Man zählt die Höhe vom Horizont aus zum Zenit positiv (+0 und 90 ) und zum Nadir negativ 0 bis 90.

16 Horizontkoordinaten Abbildung: Lokaler Horizont und Horizontkoordinaten

17 Horizontkoordinaten Abbildung: Lokaler Horizont und Horizontkoordinaten Das Horizontsystem ist an den lokalen Horizont geknüpft. Somit sind die Koordinaten zeit- und ortsabhängig.

18 Das Äquatorsystem Deklination Angabe der Position durch Rektaszension und Deklination basierend auf Himmelsäquator und Frühlingspunkt. Die Deklination, δ, ist die Höhe über dem Himmelsäquator positiv gemessen zum Nord- und negativ zum Südpol.

19 Das Äquatorsystem Frühlingspunkt und Rektaszension Der Frühlingspunkt bezeichnet den Schnittpunkt zwischen Ekliptik und Himmelsäquator. Der Punkt an dem die Sonne beim Frühlingsanfang auf der Nordhalbkugel steht. Die Rektaszension, α, ist der Winkel (ostwärts) entlang des Himmelsäquator zwischen Frühlingspunkt und dem Objekt. Wichtig: Der Frühlingspunkt ist ein fester Punkt am Himmel. Er ist fix am Sternenhimmel.

20 Das Äquatorsystem Angabe von Rektaszension und Deklination Die Rektaszension, α, wird in Grad (0 360 ) oder Zeiteinheiten angegeben (Stunden, Minuten und Sekunden; 0 24 h). Zum Beispiel (Sirius): α = ,917 (hms) α = = 101, ,

21 Das Äquatorsystem Angabe von Rektaszension und Deklination Die Deklination, δ, wird in Grad ( 90 bis +90 ) oder Grad, Bogenminuten und Bogensekunden angegeben. Zum Beispiel (Sirius): δ = ,02 (,arcmin,arcsec) ) δ = ( , = 16, Wichtig: Nicht die Zeitsekunden der Rektaszension mit den Bogensekunden der Deklination verwechseln.

22 Das Äquatorsystem Stundenwinkel und Sternzeit Der Stundenwinkel, t, eines Punktes am Himmel ist der Bogen auf dem Äquator vom Schnittpunkt des Meridians des Beobachters zum Schnittpunkt des Punktes entlang seiner Deklination mit dem Äquator (westwärts). Als Sternzeit, θ, bezeichnet man den Stundenwinkel des Frühlingspunktes (0 24 h). An den Teleskopen gibt es Sternzeituhren. Daraus ergibt sich die Beziehung: θ α = t. (1) Ein Objekt befindet sich im Meridian (höchste Kulmination) wenn die die Sternzeit, θ, gleich der Rektaszension, α, ist.

23 Das Äquatorsystem Stundenwinkel und Sternzeit

24 Das Äquatorsystem Die Sternzeit, Stern- und Sonnentag Ein Sterntag entspricht der Zeit, die die Erde für eine Umdrehung braucht (23 h 56 min in Sonnentagen). Obwohl der Sterntag kürzer ist als der Sonnentag, werden beide in 24 h unterteilt. Abbildung: Ein Sterntag (1 nach 2) der Beobachter schaut in die gleiche Richtung am Himmel. Ein Sonnentag (1 nach 3) der Beobachter wendet sich wieder der Sonne zu.

25 Die Anziehungskräfte von Sonne und Mond und zum Teil der anderen Planeten auf die asphärische Erde verursachen: Präzession eine Kreiselbewegung der Erdachse mit einer Periode von a Nutation ein Zittern der Erdachse mit einer dominanten Periode von 18,6 a. Daher wird den Koordinaten ein Äquinoktium beigefügt. Das Äquatorsystem Präzession und Nutation

26 Zusammenfassung Allgemeine Begriffe: Himmelskugel, Zenit, Nadir, Himmelspole, Himmelsäquator, Meridian Horizontkoordinaten: Horizont, Azimut, Höhe Äquatorsystem: Himmelsäquator, Frühlingspunkt, Rektaszension, Deklination, Stundenwinkel, Sternzeit, Äquinoktium

27 Astronomische Zeitangaben Wahre und mittlere Sonnenzeit Universial time Julianisches Datum

28 Die Ortszeit und Tageslänge Die wahre Sonnenzeit richtet sich nach dem Lauf der Sonne. Sie kann um bis zu etwa 1/4 Stunde von der mittleren Sonnenzeit abweichen. Abbildung: Die Zeitgleichung wahre minus mittlere Sonnenzeit

29 Universal Time Die Universal Time (UT) ist aus der Greenwich Mean Time hervorgegangen. Sie beruht auf der Erdrotation. Verschiedene Versionen der UT: UT1 Mittlere Sonnenzeit bei Länge 0. UTC Coordinated Universal Time beruht auf der Internatinonal Atomic Time (TIA). Wird durch Schaltsekunden bis auf 0, 9 s an UT1 angeglichen.

30 Das Julianische Datum Das Julianische Datum (JD) ist die Zeit in Tagen die seit dem 1. Januar 4713 v. Chr. 12:00 Uhr (Greenwhich) vergangen ist. Beispiel: (z.b. Am 7. Juni 2012, 13:12:13 Uhr (UT1) JD= , Oft wird auch das Modifizierte Julianische Datum (MJD) verwendet, welches mit dem JD wie folgt zusammenhängt: MJD = JD ,5.

31 Das Julianische Datum Bezugspunkt Zeitangaben, die sich auf die Erde beziehen, sind für genaue Messungen oft ungenügend. Daher werden Zeitangaben oft auf das Zentrum der Sonne (heliozentrisch) oder auf den Schwerpunkt des Sonnensystems bezogen (baryzentrisch). Für unendlich weit entfernte Objekte errechnet sich das baryzentrische Julianische Datum (BJD) wie folgt: r n BJD = JD + c (2) mit r dem Vektor vom Beobachter zum Schwerpunkt des Sonnensystems und einem Einheitsvektor zu dem Objekt, n.