Einführung in die Astronomie (pdf-Datei)

Kleine Einführung
in die
Astronomie
Ein Projekt aus dem Wahlunterricht
„Physikalische Experimente und Phänomene“
(von: Siw Heckel, Stefan Herold, Martina Höck, Roland Kuckenburg, Sebastian Mangold,
Janina Morgenroth, Konstantin Nowotny, Tobias Prax, Sabrina Regensburger,
Julia Voh, Michael Welzhofer)
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I. Entwicklung der Sterne
Von der Molekülwolke bis zum Stern:
Ein Stern entsteht, wenn eine riesige Molekülwolke, die sich über Jahrmillionen gebildet hat, in sich
zusammenfällt. Während des sehr lange dauernden Zusammenfalls der Wolke, entstehen und vergehen
viele Sterne und gestalten dadurch den Entstehungsprozess der nachfolgenden Sterngeneration. Mit
der Zeit entstehen „Klumpen“ im Inneren der Wolke und die Sternbildung beginnt. Sobald genug Masse
vorhanden ist, entsteht ein Stern, der zu leuchten beginnt.
Nach dem er geboren wurde besteht er zu 75% aus Wasserstoff, zu 23% aus Helium und zu 2% sind
andere chemische Elemente wie z.B. Gase, Metalle und radioaktive Substanzen in ihm enthalten.
Der Verlauf der Sternentstehung:
Urknall! Wolken die Wolke verdichtet
aus Wasserstoff sich
entstehen.
Millionen Jahre
Stern
Der abgebrannte Stern besteht Sorten von Sternen:
fast nur aus Helium. rote Zwerge (ca. 2000 °C)
gelbe Zwerge (z.B. Sonne, ca. 5000-6000 °C)
blaue Überriesen (ca. 8000-10000 °C)
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II. Sterben der Sterne
Der letzte Lebensabschnitt eines Sternes beginnt, wenn der Wasserstoffvorrat des Sternes fast
gänzlich aufgebraucht ist. Dabei vergehen wieder Millionen von Jahren.
Dann gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie sich der Stern weiterentwickeln kann. In diesem Stadium
ist er ein roter Riese und kann sich zu einem weißen Zwerg entwickeln. Jedoch kann der Stern auch
explodieren und anschließend zu einem Neutronenstern oder zu einem schwarzen Loch werden, das
sogar Licht „einsaugt“.
Die Entwicklungsmöglichkeiten im Überblick:
Stern
bläht sich über Millionen
Jahre zu einem roten
Riesen auf
Supernova -Explosion
kann sich zum weißen
Zwerg weiterentwickeln
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Neutronenstern
schwarzes Loch
(Licht kann nicht entweichen)

III. Sternbilder und ihre Bewegungen
Definition Sternbild: Als „Sternbild“ bezeichnet man ein Sternenmuster oder einen
Bereich des Himmels, in dem es auftritt.
Es gibt 88 verschiedene Sternbilder, das größte ist "Hydra" und das kleinste "Crux". Unabhängig von
ihrer Entfernung zu uns werden Körper innerhalb der Sternbildgrenze als zum Sternbild gehörend
bezeichnet, etwa wie der Virgo-Galaxien-Haufen.
Zu den Sternbildern gehören auch alle Sternzeichen (Steinbock, Wassermann, Fisch, Widder, Stier,
Zwilling, Krebs, Löwe, Jungfrau, Waage, Skorpion, Schütze). Sehr bekannte Sternbilder sind z.B. "Pegasus",
"Kassiopeia" oder "Orion".
Wie findet man den Polarstern?
Regel: Nimm den Abstand der beiden rechten Sterne des großen Wagens (Merak und Dubhe) und verlängere
ihren Abstand fünf mal in Richtung Norden.
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IV. Alle Sternbilder auf einen Blick
1. Andromeda (Andromeda)
2. Antila (Luftpumpe)
3. Apus (Paradiesvogel)
4. Aquarius (Wassermanns)
5. Aquila (Adler)
6. Ara (Altar)
7. Aries (Widder)
8. Auriga (Fuhrmann)
9. Bootes (Bärenhüter)
10. Caelum (Grabstichel)
11. Camelopardalis (Giraffe)
12. Cancer (Krebs)
13. Canes Venatici (Jagdhunde)
14. Canis Major (Großer Hund)
15. Canis Minor (Kleiner Hund)
16. Capricornus (Steinbock)
17. Carina (Kiel des Schiffes)
18. Cassiopeia (Kassiopeia)
19. Centaurus (Zentaur)
20. Cepheus (Kepheus)
21. Cetus (Walfisch)
22. Chamaeleon (Chamäleon)
23. Circinus (Zirkel)
24. Columba (Taube)
25. Coma Berenices (Haar der Berenice)
26. Corona Australis (Südliche Krone)
27. Corona Borealis (nördliche Krone)
28. Corvus (Rabe)
29. Crater (Becher)
30. Crux (Kreuz des Südens)
31. Cygnus (Schwan)
32. Delphinus (Delphin)
33. Dorado (Schwertfisch)
34. Draco (Drache)
35. Equuleus (Füllen)
36. Eridanus (Fluß Eridanus)
37. Fornax (Chemischer Ofen)
38. Gemini (Zwillinge)
39. Grus (Kranich)
40. Hercules (Herkules)
41. Horologium (Pendeluhr)
42. Hydra (Weibliche oder nördliche Wasserschlange)
43. Hydrus (Männliche oder südliche Wasserschlange)
44. Indus (Inder)
Beispiel für einen
Sternenhimmel:
45. Lacerta (Eidechse)
46. Leo (Löwe)
47. Leo Minor (Kleiner Löwe)
48. Lepus (Hase)
49. Llibra (Waage)
50. Lupus (Wolf)
51. Lynx (Luchs)
52. Lyra (Leier)
53. Mensa (Tafelberg)
54. Microscopium (Mikroskop)
55. Monoceros (Einhorn)
56. Musca (Fliege)
57. Norma (Winkelmaß)
58. Octans (Oktant)
59. Ophiuchus (Schlangenträger)
60. Orion (Orion)
61. Pavo (Pfau
62. Pegasus (Pegasus)
63. Perseus (Perseus)
64. Phoenix (Phönix)
65. Pictor (Malerstaffelei)
66. Pisces (Fische)
67. Piscis Austrinus (Südlicher Fisch)
68. Puppis (Hinterteil des Schiffes)
69. Pyxis (Schiffskompass)
70. Reticulum (Netz)
71. Sagitta (Pfeil)
72. Sagittarius (Schütze)
73. Scorpius (Skorpion)
74. Sculptor (Bildhauerwerkstatt)
75. Scutum (Sobieskischer Schild)
76. Serpens (Cauda) ([Schwanz der ] Schlange)
77. Sextans (Sextant)
78. Taurus (Stier)
79. Telescopium (Fernrohr)
80. Triangulum (Dreieck)
81. Triangulum Australe (Südliches Dreieck)
82. Tucana (Tukan)
83. Ursa Major (Großer Bär)
84. Ursa Minor (Kleiner Bär)
85. Vela (Segel des Schiffes)
86. Virgo (Jungfrau)
87. Volans (Fiegender Fisch)
88. Vulpecula (Fuchs, Füchschen)
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V. Das Sonnensystem
DER STERN
Sonne: Die Sonne ist eine Gaskugel mit einem Durchmesser von 1,4 Millionen Kilometern. Die Temp eratur
im Inneren dieses Sterns beträgt über 15 Millionen Grad.
EINIGE PLANETEN
Merkur: Merkur ist der kleinste und unter den vier erdähnlichsten Planeten. Er gleicht von der Obe rfläche
her sehr stark dem Mond, jedoch ist der innere Aufbau ähnlich wie bei der Erde. Die
Mittagstemperatur beträgt bis zu ca 430 °C. Auf der Rückseite (auch die „dunkle Seite“ genannt)
weniger als –170 °C.
Venus: Venus hat ungefähr die gleiche Größe und die gleiche Masse wie die Erde, ist aber einer der
unauffälligsten Himmelsobjekte. Der Planet erwärmt sich wegen des Treibhauseffektes bis
auf 460 °C.
Mars: Mars weist Ähnlichkeiten mit unserer Erde auf. Die Dauer eines Marstages und der
Neigungswinkel liegen Nahe bei den Werten der Erde. Es gibt daher auch Tag und Nacht und
auch verschiedene Jahreszeiten. Der Äquatordurchmesser beträgt 6794 Kilometer. Bis
jetzt gibt es zwei bekannte Monde.
Saturn: Der Gasball besteht wie Jupiter
aus Wasserstoff und Helium. Die
Temperatur liegt bei etwa
-130 °C, im Inneren dagegen
bei 12000 °C. Saturn hat einen
Äquatordurchmesser von ca.
120000 Kilometern und sein
größter Mond Namens Titan einen
Durchmesser von 5140 Kilometern
(einziger Mond im Sonnensystem,
der eine Atmosphäre
besitzt). Es gibt 17 bekannte
Monde des Saturn. Die Umlaufzeit
beträgt 29,46 Jahre.
Merkregel für die Planetennamen:
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VI. Die Planeten im Vergleich
Um die Größe unseres Sonnensystems zu veranschaulichen, haben wir einige Berechnungen angestellt.
Das Planetensystem haben wir schrumpfen lassen, sodass wenigstens ein Teil davon auf unseren Schulhof
passt.
Bei einem Maßstab von 1 : 10.000.000.000 ist Jupiter zum Beispiel nur ca. 78 Meter von der Sonne
entfernt. Unser Mond, der in Wirklichkeit ca. 384.000 Kilometer von uns entfernt ist, umkreist die
Erde jetzt im Abstand von 3,84 cm! Das ist die Strecke, die der Mensch mit seiner bemannten Raumfahrt
bis jetzt ins Universum vorgedrungen ist.
Übersicht:
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VII. Die Kometen
Kometen sind Überbleibsel aus der Entstehungszeit unseres Universums und haben Milliarden Jahre
tiefgefroren im All existiert. Sie bestehen aus Eis, gefrorenen Gasen wie Methan, Ammoniak, Kohlenstoffdioxid
und sind gemischt mit sandigem Staub, schweren
Steinen und Metallklumpen. Diese Stoffe waren auch in der kosm ischen
Wolke enthalten, aus der sich die Sonne und die Planeten
gebildet haben.
Wenn sich ein Komet der Sonne nähert, verändert er sich. Zunächst
erwärmt er sich durch die Strahlung der Sonne und wenn
er sich dann in der Nähe der Umlaufbahn des Jupiters befindet,
beginnt das Eis auf Grund durch Wärmestrahlung zu verdampfen
und um den Komet bildet sich ein „Koma“ ( = große Gaswolke).
Durch das schmelzende Eis entsteht eine Staubschicht über der
Kometenoberfläche. Der Sonnenwind drückt diese von der Sonne
weg – es entsteht der Schweif des Kometen. Obwohl der Kometenkern
nur einen Durchmesser von ein paar Kilometern hat, kann
der Schweif dennoch bis zu 100 Mio. Kilometern lang werden. Entlang
der Kometenbahn bleiben größere Brocken Staub, Gestein und
Metall zurück, die dann so genannte Meteorströme bilden. Nachdem
der Komet die Sonne passiert hat, kühlt er wieder ab. Die
Gasproduktion verlangsamt sich, die Teilchenströme versiegen und
der Schweif verschwindet.
Bild von dem Kometen Hale-Bob, welchen man vor einigen Jahren am Himmel betrachten konnte:
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