1 Astronomie heute: Grundbegriffe

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1 Sternhaufen: -> Sub-Systeme der Milchstraße (der Galaxien) durch Gravitation gebundene Sternsysteme Sterne offene Haufen : wenig gebunden, jung (Mio Jahre), lösen sich mit der Zeit auf Kugelsternhaufen : sternreich, alt (Mrd Jahre), stabile Bindung

2 Sternhaufen: Kugelsternhaufen M55: Sterne, Lj Distanz, ~ 2/3 Vollmondgröße CFHT Teleskop

3 Sternhaufen: Zentrum des Kugelsternhaufen Omega Herkules Hubble Space Telescope

4 Sternhaufen: Offener Sternhaufen NGC 3603, mit Sternentstehung Hubble Space Telescope:

5 Gasnebel: Wolken aus atomaren Gas, Molekülen und Staub: -> absorbieren Licht -> werden zum Leuchten angeregt -> sind Orte der Sternentstehung

6 Gasnebel: Hubble Space Telescope: Sternentstehung in der großen Magellanischn Wolke

7 Gasnebel: Pferdekopfnebel Hubble Space Telescope

8 Gasnebel: Hubble Space Telescope: Adler-Nebel

9 Galaxienhaufen: System aus vielen Galaxien (gravitativ gebunden) Beispiel: Haufen Abell 2218: mit Galaxien, Entfernung ~2 Mrd Lj

10 Universum: = Weltall = Alles... Beobachtungen zeigen Expansion -> Urknall vor Mrd Jahren -> beobachtbares Universum (wegen endlicher Lichtlaufzeit): -> Ausdehnung: ~80 Mrd Lj (????) Sichtbare Masse: 1053 kg = 1030 Sonnenmassen Enthält etwa 100 Mrd Galaxien

11 Universum: Darstellung? -> Himmelskarte der 3K Hintergrundstrahlung: Reste der Strahlung im Universum Jahre nach Urknall: Abkühlung -> durchsichtig

12 Astronomie für Nicht Physiker SS 2013 The scale of the universe

13 2. Astronomische Entfernungen Astronomische Entfernungseinheiten: 1) Astronomische Einheit : 1 AE = 150 Mio km 2) Lichtjahr (Lj): Lichtgeschwindigkeit: km/s 1 Lj = Enfernung, die Licht in 1 Jahr zurücklegt = km/s x 3600 x 24 x 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 (= 1 Grad /3600 = Euromünze aus 5 km Entfernung)

14 2. Astronomische Entfernungen Beispiele: 1) Entfernung Erde-Mond = km = 1.3 Licht-Sek. 2) Entfernung Sonne-Erde = 1 AE = 150 Mio km = 8.3 Licht-Min. 3) Entfernung Sonne-Jupiter = 800 Mio km = 5.2 AE 4) Durchmesser Sonnensystem = 100 AE (unsicher) 5) Entfernung zum nächsten Stern Proxima Centauri = 4.2 Lj = AE 6) Durchmesser Milchstraße = Lj 7) Entfernung Andromeda-Galaxie = 2.5. Mio Lj... x) Fernste Galaxien = 13 Mrd Lj (???)

15 2. Astronomische Entfernungen Sonnenumgebung: die 26 nächsten Sterne: Gebräuchlicher Name Sonne Proxima Centauri Rigil Kentaurus Barnard's Star Wolf 359 Luyten 726-8A Luyten 726-8B Sirius A Sirius B Ross 154 Ross 248 wiss. Name Entfernung (Lichtjahre) Gebräuchlicher Name 8 Lichtminuten V645 Cen Alpha Cen A Alpha Cen B CN Leo BD UV Cet A UV Cet B Alpha CMa A Alpha CMa B Ross 128 Luyten Procyon A Procyon B wiss. Name Entfernung (Lichtjahre) Epsilon Eri 61 Cyg A 61 Cyg B Epsilon Ind BD A BD B Alpha CMi A Alpha CMi B BD A BD B CoD

16 2. Astronomische Entfernungen Maßstäblicher Vergleich 1:100 Mrd (Entfernungen): -> Modell des Sonnensystems auf Fußballfeld (100m Durchmesser):

17 2. Astronomische Entfernungen Maßstäblicher Vergleich 1:100 Mrd: -> Modell des Sonnensystems auf Fußballfeld (100m Durchmesser): Sonne-Erde: 1.5m, Sonne-Neptun (Pluto): 50m, nächster Stern: 300km, Grenzen der Milchstraße = Mondbahn, nächste Galaxie = 1000x weiter... -> Größe Sonne = Golfball, Größe Erde = Stecknadelkopf, größte Sterne = 1.5m, Größe Milchstrasse (100Mrd Sterne) = Mondbahn -> Leere des Weltalls: Sonnensystem: Würfel mit 100m Kantenlänge enthält Golfball und 8 Stecknadelköpfe. Aber: bis zum nächsten Stern ist gar nichts...

18 3. Astronomische Zeitskalen 3C 273, KittPeak Obs Tag = Erdumdrehung Monat = Mondumlauf um die Erde Jahr = Erdumlauf um die Sonne Vergleiche: 1) Entfernung nächster Stern 4 Lj -> Licht braucht 4 Jahre zur Erde Entfernung ferner Galaxienkerne (Quasare): ~ 2.4 Mrd. Lj -> 2.4 Mrd Jahre Lichtlaufzeit -> Also: Blick in weite Entfernungen = Blick in ferne Vergangenheit 2) Radiopulsare: schnellrotierende kompakte Sterne: Rotation in Millisekunden!!

19 HUDF (Hubble Ultra Deep Field): 11 Tage Belichtung -> Galaxien -> 100 Galaxien im Alter von 13 Mrd. Jahren = 5% des Weltalters (im Bild klein & rot) -> Blick zurück in 13 Mrd Jahre Vergangenheit

20 4. Zeitlich veränderliche Phänomene Nachthimmel = durch Rotation der Erde Sonnenaktivität = physikalische Prozesse auf der Sonnenoberfläche Relative Bewegung der Planeten am Himmel = orbitale Bewegung um die Sonne Leuchtkraft-Änderungen: Sterne: wie Sonnenaktivität, Rotation (Pulsare) Galaxien: Prozesse in Galaxienzentren (Akkretion, Auswürfe (Jets)), Quasare Bewegungen: Schwierig zu beobachten: -> Weite Entfernung (D)= einige Mrd Lj -> Geschwindigkeit (v) höchstens Lichtgeschwindigkeit (c) -> scheinbare Bewegung am Himmel: (in Grad/Jahr =2 Monddurchmesser/Jahr) tan = d vt ct ct 1 = ~ = ~ pro Jahr =0.006 D D D Lj 10000

21 4. Zeitlich veränderliche Phänomene Beispiel: Jets von jungen Sternen und Aktiven Galaxienkernen: Hochgeschwindigkeits-Jet eines jungen Sterns: HH30 mit: Jet-Geschwindigkeit 300 km/s Jet-Durchmesser ~ 100 AE Jetlänge einige Lj

22 4. Zeitlich veränderliche Phänomene Beispiele Sterne nahe des Galaktischen Zentrums ~ km/s: 1 pc Bei bekannter Entfernung: aus Umlaufszeiten und -radien -> Masse des Zentrums der Milchstraße ~ 3.6 Mio Sonnenmassen innerhalb pc (Schwarzes Loch?? Ghez et al.; ESO

23 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)

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