Wissenschaft für alle Im Schatten der langen Tage

Präsentation zum Thema: "Wissenschaft für alle Im Schatten der langen Tage"—  Präsentation transkript:

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

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

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

4 ٭ ٭ ● Himmelsäquator Frühlingspunkt Jeder Stern hat zwei Koordinaten:
Polarstern 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) OK ٭ HÄ ٭ UK δ 400 500 ● FP HÄ Größte Höhe (obere Kulmination OK) = – BG + δ; DA = 900 – δ = δ Kleinste Höhe (untere Kulmination UK) = -(900 – BG) + δ; DA = -(900 – 500) + δ = δ OK+UK = 2δ; OK–UK = 1800–2 BG; 'Zirkumpolarstern': UK > 00 → δ > 90 - BG

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

6 ● ● ● ● ● ● Betelgeuze: δ = + 70 55', α = 5h 54m Mintaka:
Polarstern Betelgeuze OK ● ● ● 400 500 ● - 400 Mintaka ● ● UK Rigel SP Betelgeuze: δ = ', α = 5h 54m Mintaka: δ = ', α = 5h 32m Rigel: δ = ', α = 5h 14m

7 ----------------------------- Ekliptik
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. Wega Ekliptik

8 Frühlingsdreieck: Arktur (Bootes) Spica (Jungfrau), Regulus (Löwe)
Dubhe 100 Lj. δ = ', α = 11h 4' α UMa 37 Lj. δ = ', α = 14h 16m α Boo Regulus δ = 120 α = 10h 8m 78 Lj. 36 Lj. δ = ' α = 11h 49m α Leo β Leo 262 Lj. δ = ', α = 13h 25m α Vir

9 Deneb (Schwan), Wega (Leier),
Sommerdreieck Deneb (Schwan), Wega (Leier), Altair (Adler) Wega 25 Lj. δ = ', α = 18h 57m M57 Albireo Doppelstern M27 Altair 17 Lj. δ = 80 52' α = 19h 50m Deneb 3200 Lj. δ = ', α = 20h 41m

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

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 Im Schatten der langen Tage :

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

13 Absolute Leuchtkraft gegen Temperatur
'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 → TG > 8 Milliarden Jahre
Für unsere Sonne gilt das 'Visum' ca. 9 Milliarden Jahre, für leichtere Sterne länger, für schwerere kürzer: THR = 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 TG unserer Galaxis - bestimmen. Aus m = 1,04 m☼ → TG > 8 Milliarden Jahre Rote Riesen Blaue Riesen m = 1,04 m☼ ☺ 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 Kaus Borealis M21 σ Sgr M20 Trifidnebel M8 Lagunennebel δ = ', α = 18h 03m φ Sgr τ Sgr ζ Sgr δ Sgr ● Sgr A* δ = ' α = 17h 46m Lj. γ Sgr ε Sgr Kaus Australis, 145 Lj. δ = ', α = 18h 24m Im Zentrum der Milchstraße (Sternbild des Schützen = sagittarius, Sgr ) befindet sich bei Sgr A* ein riesiges Schwarzes Loch von etwa vier Millionen Sonnenmassen.

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 Sternbild Perseus haben. Daher der Name 'Perseiden'.
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')
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
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 (7.6m)

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

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