Einführung in die Astronomie

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1 Einführung in die Astronomie von Prof. Dr. Wolfram Winnenburg Universität Dortmund Wissenschaftsverlag Mannheim/Wien/Zürich

2 Inhaltsverzeichnis 1 Forschungsbereich Astronomie Astronomie - die Wissenschaft über das Weltall Stellung der Astronomie im Wissenschaftsgefuge Astronomische Forschungseinrichtungen 12 Aufgaben und Anregungen zu Astronomische Beobachtungstechnik 2.1 Optische Astronomie Radioastronomie Infrarotastronomie Suboptische Astronomie Extraterrestrische Astronomie Neutrinoastronomie Astromineralogie Gravitationsastronomie 67 Aufgaben und Anregungen zu Bewegungen am Sternenhimmel Geozentrische Bewegungsabläufe Historische Interpretationen der Bewegungen Astronomische Koordinatensysteme Ort eines Gestirns Zeitliche Änderung der Koordinaten Kalenderrechnung Zeit- und Ortsbestimmung auf der Erde Bezeichnung von Himmelsobjekten Sternkarten und Sternkataloge 122 Aufgaben und Anregungen zu Dynamik im Planetensystem Heliozentrische Bewegungsabläufe Kepler-Gesetze Newton-Gravitationstheorie Bahnelemente Zwei- und Mehrkörperproblem System Erde - Mond Gezeiten auf der Erde Gezeitendeformation 158

3 VI Einführung in die Astronomie 4.9 Kosmische Geschwindigkeit 159 Aufgaben und Anregungen zu Aufbau des Planetensystems Allgemeine Obersicht Der Planet Erde und sein Mond Weitere Planeten und deren Monde Planetoiden Meteorite Interplanetare Materie Kometen Alter des Planetensystems Kosmogonie des Sonnensystems 209 Aufgaben und Anregungen zu Die Sonne Die Sonne als Stern Innerer Aufbau und Energieumwandlungsprozesse Sonnenatmosphäre Sonnenaktivität Solar-terrestrische Beziehungen 243 Aufgaben und Anregungen zu Meßbare Eigenschaften der Sterne Helligkeit und Leuchtkraft Flächenhelligkeit und Effektivtemperatur Spektralklassifikationen Hertzsprung-Russell- und Farb-Diagramme Radius und Masse Rotation und Magnetfeld Chemische Zusammensetzung 280 Aufgaben und Anregungen zu Aufbau von Sternen Materiezustand Energieumwandlungsprozesse in Sternen Sternatmosphäre 290 Aufgaben und Anregungen zu Veränderliche Sterne und Sonderfälle Regelmäßig Veränderliche 292

4 Inhalt VII Eruptiv-Veränderliche 294 Bedeckungsveränderliche 302 Spezielle Sterntypen 303 Aufgaben und Anregungen zu Der interstellare Raum Interstellare Materie Interstellare Gaskomponente Interstellare Staubkomponente Molekülwolken Kosmische Strahlung Interstellare Felder 323 Aufgaben und Anregungen zu Ko-Evolution von Sternen und Materie Sternentstehung Vor-Hauptreihen-Entwicklung Hauptreihen-Stadium Nach-Hauptreihen-Entwicklung Endstadien Elementenentstehung 345 Aufgaben und Anregungen zu Astronomische Entfernungsbestimmung Entfernungseinheiten Laufzeit-Meßmethode Geometrische Meßmethoden Photometrische Meßmethoden Meßmethoden der interstellaren Manipulation Rotverschiebungs-Meßmethode 370 Aufgaben und Anregungen zu Milchstraßensystem Probleme der Milchstraßenforschung Räumliche Aufteilung der Sterne Bewegungen der Sterne Dunkle Materie Sternpopulationen Hauptstrukturen Alter des Milchstraßensystems 398

5 VIII Einführung in die Astronomie 13.8 Entwicklung des Milchstraßensystems 403 Aufgaben und Anregungen zu Extragalaktische Systeme 406 Galaxienkatalogisierung 406 Klassifikation von Galaxien 409 Gestaltstabilität von Spiralgalaxien 412 Integrale Eigenschaften von Galaxien 4 Aktive Galaxien 418 Galaxienbewegung 421 Galaxienverteilung 423 Galaxienbildung 427 Aufgaben und Anregungen zu Das Weltall Kosmologie Einstein-Gravitationstheorie Allgemein-relativistische Weltmodelle Das klassische Urknall-Modell Indizien für die klassische Urknall-Theorie Probleme der klassischen Urknall-Theorie Die neue Kosmologie Zukunft des Weltalls 476 Aufgabe und Anregung zu Grenzfragen Leben im Weltall Schöpfung ohne Schöpfer? Kosmologie und wissenschaftliche Wahrheit Astrologie - eine ernstzunehmende Disziplin? 495 Aufgaben und Anregungen zu Anhang Konstanten und Einheiten Sterne und Sternbilder Beobachtungsobjekte Forschungseinrichtungen und Planetarien Zeittafel zur Geschichte der Astronomie Lösungshilfen zu den Aufgaben Auswahlliteratur Register 563