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

Blaue Kugel im schwarzen Nichts: Apollo 17 am 7. Dezember 1972

Unsere Heimat aus einer Entfernung von einer Lichtsekunde

Sterne der südlichen

Halbkugel (HK) →Deklination - δ

Sterne der nördlichen

← Halbkugel (HK) Deklination + δ

Bahn der Sonnedurch die Himmelskugel

Himmelsäquator →

'Längengrad 0' →Frühlingspunkt ال

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)

٭

δ500 400

Größte Höhe (obere Kulmination OK) = 900 – BG + δ; DA = 900 – 500 + δ = 400 +δ Kleinste Höhe (untere Kulmination UK) = -(900 – BG) + δ; DA = -(900 – 500) + δ = -400 +δ

OK+UK = 2δ; OK–UK = 1800–2 BG; 'Zirkumpolarstern': UK > 00 → δ > 90 - BG

FP ●

UK٭

OK Polarstern

HÄ

HÄ

Mintaka

Rigel

Betelgeuze

Orion: geht heute kurz nach 22h unter

●UK

OK ●

400

●

Polarstern

●

●●

- 400

SP

500

Betelgeuze: δ = + 70 55', α = 5h 54m

Mintaka:δ = - 00 17', α = 5h 32m

Betelgeuze

Mintaka

Rigel

Rigel: δ = - 80 19', α = 5h 14m

Erdachse und Lot aufdie Ekliptik (Sonnenbahn)bilden einen Winkel von 23

Grad.

In 25 700 Jahrenpräzediert die Erdachse

einmal um dieses Lot (Platonisches Jahr).

Heute zeigt die Erdachse zum Polarstern

(α Ursae Minoris, α UMi)

In 13 000 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

Frühlingsdreieck: Arktur (Bootes)Spica (Jungfrau), Regulus (Löwe)

Regulusδ = 120

α = 10h 8m

37 Lj.

262 Lj.

78 Lj.

δ = 190 11', α = 14h 16m

δ = - 110 10', α = 13h 25m

Dubhe 100 Lj.δ = 610 45', α = 11h 4'α UMa

δ = 140 35'α = 11h 49m

α Boo

α Vir

α Leoβ Leo

36 Lj.

SommerdreieckDeneb (Schwan), Wega (Leier),

Altair (Adler) Wega 25 Lj.δ = 380 47', α = 18h 57m

Deneb 3200 Lj. δ = 450 16', α = 20h 41m

Altair 17 Lj.δ = 80 52'α = 19h 50m

M57

M27

AlbireoDoppelstern

Herkules mit Kugelsternhaufen M13 und Corona Borealis

M 13 Kugelsternhaufen

Bootes

Im Schatten der langen Tage :

Kugelsternhaufen M 13 im Sternbild Herkules

Hunderttausende von Sternen,gleich alt, in gleicher Entfernungvon etwa 23 000 Lichtjahren,

im 'Halo' der Milchstraße.

Man sucht einen periodischveränderlichen Stern und

misst dessen Periodendauer

Dann kennt man seineabsolute Leuchtkraft

Aus dem Vergleich mit dergemessenen Leuchtkraftergibt sich die Entfernung

dieser 'Delta-Cepheide'und damit die Entfernungund absolute Leuchtkraft

aller Sterne von M13

Aus der Farbe eines Sternskann man seine Oberflächen-

temperatur bestimmen

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

'Hertzsprung-Russell-Diagramm' allerSterne im Umkreis von

300 Lichtjahren :

Absolute Leuchtkraft gegen Temperatur

Die Sterne liegen stationär auf der 'Hauptreihe',

solange sie Wasserstoffzu Helium fusionieren

Die Dauer des 'Visums' hängt aber ganz

empfindlich ab vonder Masse des Sterns

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 mdie 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

☺m = 1,04 m☼

Rote RiesenBlaue Riesen

Hauptreihe

Zentrum der Milchstraße im Sagittarius (Schützen)

Blick ins Zentrum der Milchstrasseim Schützen

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

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 TrifidnebelM8 Lagunennebelδ = - 240 23', α = 18h 03m

ε Sgr Kaus Australis, 145 Lj.δ = - 340 23', α = 18h 24m

Kaus Borealis

δ Sgr

● Sgr A*δ = - 290 00'

α = 17h 46m

25 000 Lj.

γ Sgr

σ Sgr

τ Sgr

ζ Sgr

φ Sgr

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 derMilchstraße mit vier Millionen Sonnenmassen und ca. 12 Millionen km Radius.

Sgr A*

Schwarzes Loch (SL): Das Licht aus einem massereichen, kompakten Sternverliert 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).

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 !!

Jedes Jahr am 11. August kreuzt die Erde die Hinterlassenschaft des KometenSwift-Tuttle und erzeugt dabei Meteoriten, die ihren scheinbaren Ursprung im

Sternbild Perseus haben. Daher der Name 'Perseiden'.

Die blaue nördliche Krone und der gelbe Arktur im Bootes, der hellste Fixstern der nördlichen Hemisphäre ( - 0.05m) in 37 Lichtjahren Entfernung

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.

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. Dieserschließt man aus der 'Dopplerverschiebung' der Strahlung des interstellaren Gases.

Unsere Milchstrasse bewegtsich zusammen mit ihrem

'Nachbarn', demAndromedanebel, mit etwa

400 km/sin Richtung der Sternbilder

Löwe/Jungfrau.

Dies weiß man aus der 'Rot- bzw. 'Blauverschiebung' der

universellen 3 Kelvin - 'Hintergrundstrahlung'

Blaue Über-Riesen Rote Über-Riesen

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)

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

Deneb im Schwan3200 Lichtjahre entfernthat die 200 000 – facheLeuchtkraft der Sonne