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Wissenschaft für alle Mittwoch, 13. April 2005, 14 h im Hörsaal Marcus Winter und Fritz Bosch, GSI Im Schatten der langen Tage Ein Streifzug durch den.

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1 Wissenschaft für alle Mittwoch, 13. April 2005, 14 h im Hörsaal Marcus Winter und Fritz Bosch, GSI Im Schatten der langen Tage Ein Streifzug durch den Abendhimmel im Frühling und Sommer Regulus

2 Blaue Kugel im schwarzen Nichts: Apollo 17 am 7. Dezember 1972 Unsere Heimat aus einer Entfernung von einer Lichtsekunde

3 Sterne der südlichen Halbkugel (HK) Deklination - δ Sterne der nördlichen Halbkugel (HK) Deklination + δ Bahn der Sonne durch die Himmelskugel Himmelsäquator 'Längengrad 0' Frühlingspunkt

4 Jeder Stern hat zwei Koordinaten: 1. Winkelabstand in Grad zum Himmelsäquator = ' Deklination δ ' + δ = nördliche HK, - δ = südliche HK (entspricht dem Breitengrad BG) 2. 'Stundenabstand' zum Frühlingspunkt = ' Rektaszension α ' (1 Stunde = 15 Grad) ٭ δ Größte Höhe (obere Kulmination OK) = 90 0 – BG + δ; DA = 90 0 – δ = δ Kleinste Höhe (untere Kulmination UK) = -(90 0 – BG) + δ; DA = -(90 0 – 50 0 ) + δ = δ OK+UK = 2δ; OK–UK = –2 BG; 'Zirkumpolarstern': UK > 0 0 δ > 90 - BG FP ٭ UK OK Polarstern HÄ

5 Mintaka Rigel Betelgeuze Orion: geht heute kurz nach 22h unter

6 UK OK 40 0 Polarstern SP 50 0 Betelgeuze: δ = ', α = 5 h 54 m Mintaka: δ = ', α = 5 h 32 m Betelgeuze Mintaka Rigel Rigel: δ = ', α = 5 h 14 m

7 Erdachse und Lot auf die Ekliptik (Sonnenbahn) bilden einen Winkel von 23 Grad. In Jahren präzediert die Erdachse einmal um dieses Lot (Platonisches Jahr). Heute zeigt die Erdachse zum Polarstern (α Ursae Minoris, α UMi) In Jahren wird sie zur Wega (Leier) zeigen. Der FP wandert um 50'' pro Jahr nach Westen. Die Sternkoordinaten δ und α ändern sich langsam Ekliptik Wega

8 Frühlingsdreieck: Arktur (Bootes) Spica (Jungfrau), Regulus (Löwe) Regulus δ = 12 0 α = 10 h 8 m 37 Lj Lj. 78 Lj. δ = ', α = 14 h 16 m δ = ', α = 13 h 25 m Dubhe 100 Lj. δ = ', α = 11 h 4' α UMa δ = ' α = 11h 49 m α Boo α Vir α Leo β Leo 36 Lj.

9 Sommerdreieck Deneb (Schwan), Wega (Leier), Altair (Adler) Wega 25 Lj. δ = ', α = 18h 57 m Deneb 3200 Lj. δ = ', α = 20 h 41 m Altair 17 Lj. δ = ' α = 19 h 50 m M57 M27 Albireo Doppelstern

10 Herkules mit Kugelsternhaufen M13 und Corona Borealis M 13 Kugelsternhaufen Bootes

11 Im Schatten der langen Tage : Kugelsternhaufen M 13 im Sternbild Herkules Hunderttausende von Sternen, gleich alt, in gleicher Entfernung von etwa Lichtjahren, im 'Halo' der Milchstraße. Man sucht einen periodisch veränderlichen Stern und misst dessen Periodendauer Dann kennt man seine absolute Leuchtkraft Aus dem Vergleich mit der gemessenen Leuchtkraft ergibt sich die Entfernung dieser 'Delta-Cepheide' und damit die Entfernung und absolute Leuchtkraft aller Sterne von M13 Aus der Farbe eines Sterns kann man seine Oberflächen- temperatur bestimmen

12 M 13 im 1,1 m –Spiegel des Lowell Observatoriums, Flagstaff

13 'Hertzsprung- Russell-Diagramm' aller Sterne im Umkreis von 300 Lichtjahren : Absolute Leuchtkraft gegen Temperatur Die Sterne liegen stationär auf der 'Hauptreihe', solange sie Wasserstoff zu Helium fusionieren Die Dauer des 'Visums' hängt aber ganz empfindlich ab von der Masse des Sterns

14 Für unsere Sonne gilt das 'Visum' ca. 9 Milliarden Jahre, für leichtere Sterne länger, für schwerere kürzer: T HR = 9 Milliarden J. (m /m) 2,5 Wenn man nun feststellt, bei welcher Sternmasse m die Sterne von M13 die Hauptreihe verlassen, kann man das Alter von M13 – und damit das Mindestalter T G unserer Galaxis - bestimmen. Aus m = 1,04 m T G > 8 Milliarden Jahre m = 1,04 m Rote Riesen Blaue Riesen Hauptreihe

15 Zentrum der Milchstraße im Sagittarius (Schützen)

16 Blick ins Zentrum der Milchstrasse im Schützen

17 ...η οιστός φερομένη έστηκεν...der fliegende Pfeil ruht. Zenon

18 Im Zentrum der Milchstraße (Sternbild des Schützen = sagittarius, Sgr ) befindet sich bei Sgr A* ein riesiges Schwarzes Loch von etwa vier Millionen Sonnenmassen. M21 M20 Trifidnebel M8 Lagunennebel δ = ', α = 18 h 03 m ε Sgr Kaus Australis, 145 Lj. δ = ', α = 18 h 24 m Kaus Borealis δ Sgr Sgr A* δ = ' α = 17 h 46 m Lj. γ Sgr σ Sgr τ Sgr ζ Sgr φ Sgr

19 Sagittarius A* (Sgr A*), etwa 150 Millionen km ausgedehnt, im 'Licht' seiner 1999 mit Hilfe des VLBA (Very Long Baseline Array) entdeckten Radiowellen. In seinem Innern vermutet man das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße mit vier Millionen Sonnenmassen und ca. 12 Millionen km Radius. Sgr A*

20 Schwarzes Loch (SL): Das Licht aus einem massereichen, kompakten Stern verliert soviel Energie, dass es das Gravitationsfeld nicht mehr verlassen kann. Der kritische Radius, der 'Schwarzschildradius', oder 'Ereignis- horizont', wäre bei der Sonne etwa 3 km, bei der Erde etwa 1 cm !! Im Zentrum der Milchstraße befindet sich ein SL von etwa vier Millionen Sonnenmassen. Die Existenz eines SL kann man nur indirekt nachweisen (Strahlung, Gravitationswirkung).

21 Das unbeschädigte Eintauchen in Schwarze Löcher ist nur in Science Fiction - Filmen möglich ! Fliegt ein Mensch in ein SL mit der Masse der Sonne, beträgt der Unterschied der Gravitationskraft zwischen Füßen und Kopf kurz vor dem Ereignishorizont etwa 10 Milliarden Newton !! Der Mensch gelangt daher nur 'in seine Atome zerlegt' in ein Schwarzes Loch !!

22 Jedes Jahr am 11. August kreuzt die Erde die Hinterlassenschaft des Kometen Swift-Tuttle und erzeugt dabei Meteoriten, die ihren scheinbaren Ursprung im Sternbild Perseus haben. Daher der Name 'Perseiden'.

23 Die blaue nördliche Krone und der gelbe Arktur im Bootes, der hellste Fixstern der nördlichen Hemisphäre ( m ) in 37 Lichtjahren Entfernung

24 Die Sonne bewegt sich mit 20 km/s in Richtung Herkules ('Apex'). Blickt man in die Richtung dieser Bewegung, scheinen alle Sterne auf einem zuzukommen – wie der Regen in einem schnell fahrenden Auto.

25 Die Sonne rotiert, wie fast alle Sterne (Ausnahme z. B. Arktur im Bootes), um das Zentrum unserer Milchstraße, mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 km/s. Dies erschließt man aus der 'Dopplerverschiebung' der Strahlung des interstellaren Gases.

26 Unsere Milchstrasse bewegt sich zusammen mit ihrem 'Nachbarn', dem Andromedanebel, mit etwa 400 km/s in Richtung der Sternbilder Löwe/Jungfrau. Dies weiß man aus der 'Rot- bzw. 'Blauverschiebung' der universellen 3 Kelvin - 'Hintergrundstrahlung'

27 Blaue Über-Riesen Rote Über-Riesen

28 M 57 'Ringnebel' in der Leier, 1000 Lichtjahre entfernt, ist die vor etwa 4000 Jahren abgestoßene Hülle eines 'Roten Riesen'. Mit einem 10x50 Fernglas gut sichtbar (7.6 m )

29 M 27 'Hantelnebel' im Füchslein: 'Planetarischer Nebel, 1250 Lichtjahre entfernt

30 Deneb im Schwan 3200 Lichtjahre entfernt hat die – fache Leuchtkraft der Sonne


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