19.Ausgabe 15. September 2011 Tübinger Sternchen Lieber Sternfreund, endlich sind die Sommerferien vorbei und du darfst wieder in die Schule! Na ja, so schlecht ist das Faulenzen sicher auch nicht gewesen. Aber hast du gehört, dass während du in den wärmenden Strahlen der Sonne gelegen hast, ein anderer Stern explodierte? Diese Katastrophe ist sogar immer noch zu sehen und strahlt dabei heller als seine Heimatgalaxie. Es handelt sich um eine der hellsten Arten von Supernovae, vom Typ 1a. Dieses Spektakel passierte in Kosmischen Maßstäben auch gar nicht so weit von uns entfernt, jedoch nicht in unserer Galaxis, der Milchstraße, sondern in der sogenannten Feuerradgalaxie M101, im Sternbild Großer Bär. Die Entfernung zu M101 beträgt etwa 22 Millionen Lichtjahre. Das bedeutet eigentlich, die Sternexplosion ist schon lange vorüber. Tatsächlich ereignete sich dies alles vor 22 Millionen Jahre und das Licht welches mit einer Geschwindigkeit von 300.000 km/s doch recht flott ist, brauchte so lange um zu uns zu kommen (Entfernung siehe Oben: 22 Millionen Lichtjahre = Lichtlaufzeit). Was heißt hier also nicht weit entfernt, ist doch deutlich weiter als dein Schulweg. Astronomen rechnen eben in anderen Maßstäben. Die nächste große Galaxie, die Andromeda Galaxie, ist nun wirklich sehr nahe: 2,5 Millionen Lichtjahre (auch noch weiter als zur Schule). Sie bildet mit unserer Milchstraße und mehreren kleinen Galaxien, die lokale Gruppe. Doch die weiteren großen Galaxien sind schon um die 11 bis 20 Millionen Lichtjahre entfernt, dazu gehört auch M101. Zu sehen ist diese Galaxie jedoch nicht einfach. Dazu benötigen wir einen sehr dunklen Himmel und ein gutes Teleskop. Auch dann wirst du nur das Zentrum, den hellen Galaxienkern, erkennen können. Einige Vordergrundsterne sind auch zu sehen. Diese sind aber viel näher als M101, sie befinden sich in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße. Nur einer der Sterne ist wirklich in der Feuerrad Galaxie beheimatet, eben die Supernova. Trotzdem diese gewaltige Explosion heller leuchtet als die gesamte restliche Galaxie, ist sie über diese Entfernung nur mit einem Teleskop zu sehen. Würde dasselbe in unserer Milchstraße geschehen, hätten wir am Taghimmel einen gut sichtbaren Stern. Dein Ludwig
Inhalt Seite 4 Ereignisse im September. 4 Der Mond im September. 4 Planeten im September. 5 Sternbild Großer Bär. 6 Entfernungen im Sternbild Großer Bär. 7 Was ist eine Supernova vom Typ 1a? 8 Hinweise.
Ereignisse im September. Es gibt wieder einen Kometen am Nachthimmel! C/2009 P1 Garradd. Er ist die ganze Nacht über durch das Fernglas zu bewundern. 04.09.2011 zunehmender Halbmond 12.09.2011 Vollmond 20.09.2011 abnehmender Halbmond 27.09.2011 Neumond Der Mond im September. Planeten im September. Merkur zeigt sich in der ersten Monatshälfte in der besten Morgensichtbarkeit des Jahres. Venus befindet sich zu nahe an der Sonne und ist nicht zu beobachten. Mars ist noch klein und lichtschwach doch sorgt seine orange-rötliche Farbe dafür, dass man ihn leichter findet. Erst im Jahr 2012 wird der rote Planet gut zu beobachten sein. Jupiter wandert seiner Opposition im Oktober entgegen. Dann steht der Planet von der Erde aus gesehen, genau gegenüber der Sonne. Er geht auf wenn die Sonne untergeht, morgens ist es dann umgekehrt - wenn die Sonne aufgeht, verschwindet der Planet unter dem Westhorizont. Der Riesenplanet ist wegen seiner Helligkeit nicht zu übersehen. Saturn befindet sich zu nahe an der Sonne und ist nicht zu beobachten Uranus befindet sich zwischen den Sternbildern Walfisch und Fische auf seinem langen Weg. Er steht die ganze Nacht über dem Horizont. Er ist der am weitesten entfernte mit bloßem Auge sichtbare Planet. Neptun steht im Sternbild Wassermann. Schwer zu finden, erkennt man ihm im Fernglas oder im Teleskop an seiner blauen Färbung.
Sternbild Großer Bär Zum Polarstern Wenn du bei gutem Wetter bis 22 Uhr auf bleiben darfst, siehst du im Norden knapp über dem Horizont (im September), das Sternbild Großer Bär. Verlängerst du die Strecke von dem Stern Merak zu Dubhe um das 5fache, bist du beim Polarstern, um welchen sich der Sternenhimmel scheinbar für uns dreht. Die Galaxie M101 mit der Supernova, findest du (mit dem Teleskop), wenn du von den Doppelsternen Alkor und Mizar einer auffälligen Sternenkette folgst. Bei sehr dunklem Himmel und mit etwas Glück, kannst du die beiden schönen Galaxien M81 und M82 schon mit einem guten Fernglas finden. Dazu gehst du über den Stern Phekda in Richtung Dhube nochmal um die gleiche Strecke weiter. Sicher musst du noch etwas suchen um die zwei schwachen Lichtflecken zu entdecken. Auch die Galaxie M51 ist bei sehr dunklem Himmel schon mit dem Fernglas zu sehen, sie befindet sich jedoch im Sternbild Jagdhunde. Jede dieser Galaxien ist die Heimat von etwa 100 Milliarden Sternen - Sterne wie unsere Sonne. Leider ist viel Übung notwendig um diese Sternsysteme am Nachthimmel zu erkennen. Das sogenannte Astronomische Sehen muss erst erlernt werden. Selbst dann wirst du nur das helle Zentrum der Galaxien sehen, dort stehen die Sterne dichter zusammen als in den äußeren Bereichen. Willst du mehr sehen, besuche eine Führung in einer Sternwarte mit großem Fernrohr. So durfte ich die Whirlpool Galaxie M51 in der Welzheimer Sternwarte durch ein
Teleskop mit 80cm Durchmesser fast wie auf einem Foto bewundern. Da kann unser großes Linsenfernrohr mit 30cm und der Festbeleuchtung rings um die Sternwarte nicht mithalten. Doch auch das Welzheimer Teleskop hat seine Grenzen. Die Galaxie HDF473.0 (was für ein komischer Name) steht weit jenseits der Sichtbarkeit der meisten irdische Fernrohre. Diese Galaxie wurde mit dem Hubble Weltraumteleskop entdeckt, das Licht war über 13 Milliarden Jahre zu uns unterwegs. Damit gehört sie zu den am weitesten entfernten Galaxien welche bisher entdeckt wurden. Wir sehen diese Galaxie, wie sie vor 13 Milliarden Jahren ausgesehen hat, je weiter der Blick geht, umso weiter blicken wir in die Vergangenheit! So können wir mit dem Teleskop eine richtige Zeitreise durch das Sternbild Großer Bär unternehmen. Entfernungen im Sternbild Großer Bär (und M51 in den Jagdhunden). Sterne: Sterne Alkor + Mizar: 78 Lichtjahre Merak: 79,5 Lichtjahre Alioth 81 Lichtjahre Megrez 81,5 Lichtjahre Phekda 83,5 Lichtjahre Bernetnasch 100,5 Lichtjahre Dubhe 123,5 Lichtjahre Galaxien: M82 M81 M101 M51 M108 M109 HDF473.0 11,5 Millionen Lichtjahre 11,8 Millionen Lichtjahre 22 Millionen Lichtjahre 28 Millionen Lichtjahre 45 Millionen Lichtjahre 60 Millionen Lichtjahre 13.000 Millionen Lichtjahre M82 und M81 Aufnahme Reil M51 Aufnahme Franzen + Reil M101 (ohne Supernova) Aufnahme Reil
Was ist eine Supernova vom Typ 1a? Die Sterne sind nicht gleich. Da gibt es dicke blaue und rote Riesen, kleine gelbe, rote und weiße Zwerge. Auch unsere Sonne, mit dem 109fachen Durchmesser der Erde, gehört noch zu den Zwergen im Sternenreich. Doch wie im richtigen Leben halten die Schlanken länger durch. Ein Riesenstern verbraucht seinen Brennvorrat (Wasserstoff) schneller als ein kleiner Stern. Hat nun so ein Dickerle mit 4 bis 8 Sonnenmassen seinen Brennstoff fast verbraucht, bläst er seine äußere Hülle in den Weltraum und nur der heiße Kern (aus Kohlenstoff) bleibt übrig dessen Masse zu gering ist, damit die Kernfusion in seinem Inneren weiter laufen kann. Ein weißer Zwerg mit etwa einer Sonnenmasse und der Größe der Erde ist entstanden welcher normalerweise langsam abkühlt. Viele Sterne sind jedoch nicht alleine sondern gehören zu einem System aus zwei oder noch mehr Sternen. Diese umkreisen sich gegenseitig (Bild A). Ist nun einer der Sterne ein ausgebrannter weißer Zwerg und hat einen nahen Partner, der sich gegen Ende seiner Lebenszeit zum roten Riesen aufbläht, kann von dem roten Riesenstern Materie auf den weißen Zwerg fließen (Bild B). Bild A Bild B Bild C Der weiße Zwerg gewinnt dadurch wieder an Masse. Bei 1,44 Sonnenmassen hat er einen kritischen Wert erreicht, die nach seinem Entdecker benannte Chandrasekar-Grenze. Der Zwergstern wird instabil und kollabiert - er fällt in sich zusammen. Der Druck auf seinem Kern wird dabei so hoch, dass dort die Kernfusion wieder einsetzt. Bei den nun stattfindenden Vorgängen entstehen immer schwerere Elemente, bis hin zum Eisen. Der Druck im Inneren wächst, der arme Zwerg kann sich aber wegen seiner besonderen Zusammensetzung nicht weiter ausdehnen. Explosionswellen durchlaufen den Stern, welche den Stern zerstören (Bild C). Übrig bleibt nur eine Wolke, die noch viele Tage lang von der freigesetzten Energie zum Leuchten angeregt wird und sich rasch ausdehnt. Diese Supernovae vom Typ 1a (kurz SN1a) werden sehr hell, so hell wie deren Heimatgalaxien mit vielen Milliarden Sternen. Da diese Explosionen immer bei 1,44 Sonnenmassen geschehen, ist auch deren Leuchtstärke immer gleich. Das nutzen die Astronomen um mit ihnen Entfernungen zu messen. Man weiß sehr genau wie hell eine SN1a bei einem bestimmten Abstand leuchtet und muss nur die Lichtmenge (oder Helligkeit) messen welche bei uns ankommt. Daraus lässt sich leicht die Entfernung errechnen. Das funktioniert wegen der enormen Leuchtstärke bis zu einer Distanz von mehreren Milliarden Lichtjahren. Übrigens, die Supernova in der Galaxie M101 sollte bei einem Abstand von 22 Millionen Lichtjahren nach meiner Rechnung eine scheinbare Helligkeit zwischen 9,5 bis 9,6mag erreichen. Das rechne ich dir gerne beim nächsten Treffen vor, ist wirklich ganz einfach. Für die unmittelbare Nachbarschaft sind diese Ereignisse eine Katastrophe. Für uns Menschen waren sie jedoch sehr wichtig. Bis auf den Wasserstoff und das Helium sind alle Elemente in den Sternen gebildet worden. Die schwersten Materialien entstanden zum Teil bei den gewaltigen Sternexplosionen. Auch wir selbst bestehen aus den Überresten toter Sterne, wir sind Sternenstaub. Ob du mal ein blauer Riese oder ein gelber Zwerg warst, egal du bist ein Sternfreund. Man sollte ja auch seine Vorfahren und die Familie achten.
Homepage der Astronomischen Vereinigung Tübingen: www.sternwarte-tuebingen.de Hilfe für Einsteiger und Fortgeschrittene www.astronomie.de VDS (Vereinigung der Sternfreunde e.v.) www.vds-astro.de Forum für junge und jugendliche Amateurastronomen www.andromedaforum.de Buchtipps zum Thema von Harald Lesch und Jörn Müller Sterne und Kosmologie für helle Köpfe Wichtig und sehr interessant!! Die neue AVT Bild- und Filmshow: Aufbruch zu den Sternen, am 23.09.2011 in der Sternwarte Tübingen Vortrag: Das Phänomen Licht, am 07.10.2011 in der Sternwarte Tübingen (Vorträge für Mitglieder des AVT kostenlos, aber nicht umsonst!!) Die nächste Treffen der AVT Jugendgruppe jeweils von 17:30Uhr bis 19Uhr: 28.09.2011 12.10.2011 26.10.2011 09.11.2011 23.11.2011 07.12.2011 21.12.2011 Viel Erfolg beim Suchen der Supernova in der Galaxie M101 Wünscht Dir das Jugendgruppenteam Ludwig und Katharina