Sarah Moldenhauer Physik- Vortrag Großräumige Strukturen im Weltall

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1 Sarah Moldenhauer Physik- Vortrag Großräumige Strukturen im Weltall 1) Definition "Galaxie" 2) Struktur der Galaxien 3) Galaxienhaufen 4) Die Milchstrasse / Galaxis 5) 5 Gründe, warum Galaxien eigentlich nicht existieren können Andromedanebel [auch bekannt unter dem Namen M (Messier)31], im Sternbild Andromeda, die bekannteste extragalaktische Spiralgalaxie, etwa 2,9 Mio. ly entfernt Quellen: 1) 2) 3) Berthelsmann Lexikon ) Multimedia Lexikon 2001 file:///d /Refs/_To%20Do/28_10_04/Galaxie-Referat.html (1 von 6) :48:29

2 Physik- Referat, 7.Juni 2004 "Großräumige Strukturen im Weltraum" 1) Definition "Galaxie" 2) Struktur der Galaxien 3) Galaxienhaufen 4) Die Milchstrasse 1) Definition "Galaxie": - griechisch - gewaltige Ansammlung von Sternen, Materie, Gasen bildet Sternensystem - ein Beispiel für ein solches Sternensystem: Milchstraßensystem - Erde = Teil dieses Systems - Systeme, die außerhalb unseres Milchstraßensystems = extragalaktisch - extra = lateinisch = außerhalb - Galaxie häufig synonym mit Sternnebel verwandt--> historisch bedingt - wohl so entstanden, weil Sternenlicht von weit entfernten Galaxien wie Nebel aussieht - am weitesten entferntes Objekt, das noch zu unserer Galaxis zu gehören scheint, ist Kugelsternhaufen AM1, ca. 117 Kiloparsec entfernt - Sterne einer Galaxie kreisen alle um den gemeinsamen Mittelpunkt + beeinflussen sich gegenseitig - Die größten Galaxien, gleich ob elliptisch oder spiralförmig, besitzen darüber hinaus häufig kleine Begleiter - Forscher gehen aus: Gesamtzahl aller Galaxien in dem z. Z. beobachteten Teil des Weltalls :ca. 100 Mrd. 2) Struktur der Galaxien: file:///d /Refs/_To%20Do/28_10_04/Galaxie-Referat.html (2 von 6) :48:29

3 - amerikanischer Astronom Edwin Hubble erfand die Klassifikation der Galaxien--> 3 Hauptgruppen - Modell, von dem er ursprünglich annahm, dass es dem Entwicklungsweg der Galaxien entspräche - Wenn dies nach unserer heutigen Kenntnis auch nicht richtig ist, so findet die Hubble'sche Einteilung doch immer noch Verwendung - Folie mit Pfeilen zeigen! - es gibt: - 1)elliptische Galaxien mit unterschiedlich starker Abplattung (1-4), - 2)normale Spiralen mit mehr oder weniger stark hervortretenden Spiralarmen (5-7) und - 3)balkenförmige Spiralnebel (8-10)--> balkenähnlich verbreiteter Kern, um den sich einzelne Spiralarme wickeln - weitere, hier nicht dargestellte Klasse: irreguläre Galaxien - am häufigsten: - elliptische und irreguläre (= unregelmäßige) Nebel - diese haben oft nur geringen Durchmesser ( ly) - vollständig nur in unmittelbarer Umgebung unseres eigenen Milchstraßensystems zu erfassen - ihre Masse kann "nur" zwischen 1 Mio Mio. mal Sonnenmasse - in Ausnahmefällen: auch riesige elliptische Galaxien - epilleptische Galaxien zeigen mehr oder weniger starke Abplattung - Irreguläre Nebel: keine besondere geometrische Gestalt - der nächste irreguläre Nebel: unregelmäßig geformten großen und kleinen Magellan schen Wolken = 2 Galaxien südlich der Hemisphäre - nächster elliptischer Nebel: Ursa minor- System - am auffälligsten von allen Galaxien : SPIRALGALAXIEN/SPIRALNEBEL - flachlinsenförmige Gestalt - Durchmesser zwischen ca und ly - enthalten 10 Mrd Mrd. Sonnenmassen - besitzen staub- und gasförmige Materie (deren Massenanteil zwischen 1-10%) - 2 oder mehr spiralig gewundene Arme - Spiralarme winden sich vom Kern nach außen - dort entstehen auch immer wieder neue Sterne - Stabilität der Spiralarme: - Galaxienkern dreht sich immerzu - somit müssten sich Spiralarme schon nach kurzer Zeit "aufgewickelt" haben - warum das nicht passiert? noch nicht geklärt - Erklärungsansatz für Stabilität bieten sog. "Dichtewellen" - es handelt sich um Störungen in der räumlichen Verteilung + den file:///d /Refs/_To%20Do/28_10_04/Galaxie-Referat.html (3 von 6) :48:29

4 Bewegungen der Sterne - vergleichbar mit Stau auf Autobahn: - Autobahn =^ Kreisbahnen der Sterne ums galaktische Zentrum - Autos = einzelne Sterne - Sterne geraten in Dichtewellen wie Autos in Stau - Stau selbst kann an einer Stelle verharren - einzelne Autos können sich aber hindurch bewegen - Folie zeigen! - durchschnittlicher Abstand zwischen 2 Spiralgalaxien: ca einige Mio. ly - nächster Spiralnebel: Andromedanebel, 2,6 Mio. ly entfernt - in klaren Nächten als kleiner, verwaschener Lichtfleck zu sehen - Hinweis auf Handout geben! - Galaxien schließen sich häufig zu Galaxienhaufen zusammen 3) Galaxienhaufen: - super Überleitung :) - Anhäufung von Spiralgalaxien und anderen extragalaktischen (= außerhalb der Milchstraße) Nebeln - deswegen auch Nebelhaufen genannt - an einigen Stellen des Himmels (z.b. Sternbild Jungfrau) - gebunden durch Gravitationskraft - Durchmesser = rund 3-10 Mio. ly - enthalten Nebel = Galaxien, manchmal mehr - mehrere Galaxienhaufen schließen sich häufig zu Gruppe zusammen-- > sog. "Superhaufen" - Gegenteil: Feldnebel - = Sternsysteme, die keinen übergeordneten Galaxienhaufen zugeordnet sind 3) Die Milchstraße - in klarer Nacht sehen wir bis 3000 Sterne mit bloßem Auge - über Himmel erstreckt sich feines, nebliges, scheibenförmiges System = Milchstraße - auch "Galaxis" genannt - Wenn man zum Sternbild Schütze sieht, schaut man direkt zum Zentrum - in Richtung Stier blickt man zum Rand des Milchstraßensystems - rund 300 Mrd. Sterne gehören dazu, darunter die Sonne file:///d /Refs/_To%20Do/28_10_04/Galaxie-Referat.html (4 von 6) :48:29

5 sichtbare - außerdem einige hundert Sternhaufen enthalten - Durchmesser = ca ly - zur Erinnerung: Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,5 Billionen Kilometer - Um unser Milchstraßensystem zu durchqueren, würde Licht also rund Jahre benötigen - zählt nach Hubbles Klassifizierung zu den Spiralnebeln - scheibenförmiges System mit Spiralarmen - auch hier: Arme winden sich aus dem Kern, dem galaktischen Zentrum, heraus - in den Spiralarmen: hauptsächlich jüngere Sterne - in der Nähe des Kernes: Kugelsternhaufen + alte Sterne lokalisiert -> "HALO" - Gesamtmasse des Milchstraßensystems: ca.200 Mrd: Sonnenmassen - Kern der Galaxis = galaktisches Zentrum - befindet sich von der Erde aus gesehen in Richtung des Sternbildes Schütze - Kern ca ly von Sonne entfernt, ly von Erde entfernt - galaktisches Zentrum durch interstellaren Materials verdunkelt - Erkundung jedoch mit Hilfe von Röntgen- und Infrarotforschung - in der Mitte: Röntgenquelle "Sagittarius" - Diskussion um evtl. Schwarzes Loch in Mitte des galaktischen Zentrums - Was in Zentrum = umstritten, fest steht: Kern = riesige Kugel mit Sternen - Milchstraße = rotierendes System - Rotationsgeschwindigleit der Sonne ums galaktische Zentrum = 250 km/s ^= 237 Mio. J Jahre für einen Umlauf - heutiger Wissenstand: - Galaxis vor 10 Mrd. Jahren = runde Gaswolke, etwa so groß wie jetziges System - 1/1000 Teil dieser Wolke--> Verdichtung zu kleinen Wolken - Entstehung aus denen: Kugelsternhaufen - restliches Gas--> flache, rotierende Gasscheibe - Lauf der Jahrmilliarden: Verdichtung des Gases unter Einfluss der Schwerkraft zu Sternen - dieser Vorgang heute noch nicht abgeschlossen - Weltall enthält insgesamt Mrd. von Galaxien - Milchstraßensystem nur eine unter vielen file:///d /Refs/_To%20Do/28_10_04/Galaxie-Referat.html (5 von 6) :48:29

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