Kleine
Einführung in die Astronomie
Sternbilder
Das
gibt derzeit 88 Sternbilder. Es sind auffällige Anhäufungen hellerer
Sterne, die sich zu einprägsamen Figuren am Himmel zu sehen sind.
Diese Figuren entstehen aber nur aus der Perspektive von der Erdoberfläche.
Die Sterne , die zu einem Sternbild gehören sind in der Regel
hunderte von Lichtjahren voneinander entfernt und stehen nicht nah beieinander.
Könnte man es aus einer anderen Perspektive ( Seitenansicht z.B. vom
Virgo aus) beobachten, so würde man feststellen, dass sie weit voneinander
entfernt sind.
CCD
Die
astronomische Fotografie entwickelte sich von den herkömmlichen Fotoplatten
nun zu den Halbleiterdetektoren. Diese heißen CCD - Charge Coupled
Devices. Unter dem Einsatz von Computern kommt man zu ungeahnten Möglichkeiten
und guter Qualität im Bereich Astrofotografie.
Kosmologie
ist
die Lehre vom Universum (Weltall) als einem einheitlichen Ganzen. Die Instrumente
hierzu sind die Mathematik, die Physik und die Astronomie. Der Kosmologe
kann keine Vergleiche anstellen, da das Universum nur einmal vorhanden
ist. Auch die langen Zeiträume des Ablaufes im Universum bilden
Probleme.
Schwarze
Löcher
sind
eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins,
ihre mögliche Existenz wurde aber auch schon von Laplace um 1800 diskutiert.
In einem schwarzen Loch wird die Schwerkraft (Anziehungskraft) so stark,
so dass alle Materie angezogen wird. Die Raumkrümmung ist so stark,
dass selbst Licht nicht mehr entweichen kann. Die Zeit endet hier. Innerhalb
eines schwarzen Loches brechen unsere üblichen Vorstellungen von Raum
und Zeit zusammen. Zeit verwandelt sich in Raum und Raum in Zeit. Prinzipiell
kann jeder Körper in ein schwarzes Loch verwandelt werden, allerdings
müsste man ihn hierfür enorm komprimieren. Wollte man beispielsweise
unsere Sonne in ein schwarzes Loch verwandeln (was glücklicherweise
nach unseren gegenwärtigen Erkenntnissen kaum möglich sein dürfte),
so müsste man sie von ihrem gegenwärtigen Durchmesser von 1.4
Millionen Kilometern auf 6 Kilometer zusammenpressen. Nach der Theorie
der Sternentwicklung sind schwarze Löcher die Endstadien sehr massereicher
blauer Sterne. Es ist daher zu vermuten, dass es in unsere Milchstraße
viele schwarze Löcher gibt, die allerdings typischerweise nur einige
Sonnenmasse schwer sind. In einigen Doppelsternsystemen konnte man solche
schwarzen Löcher auch mit großer Wahrscheinlichkeit nachweisen.
Extrem massereiche schwarze Löcher vermutet man in den Kerngebieten
vieler Galaxien. Nur dadurch lassen sich die sehr ungewöhnlichen Eigenschaften
und extrem hohen Leuchtkräfte einiger Galaxienkerne erklären.
Im Falle der sogenannten Quasare und Seyfert-Galaxien kann die Leuchtkraft
des Galaxienkerns mehr als das hundertfache der Leuchtkraft aller Sterne
der Galaxie erreichen. Diese gewaltigen Energiemengen können freigesetzt
werden, wenn man Gas auf ein schwarzes Loch von hundert Millionen Sonnenmassen
einströmen lässt. Bevor das Gas vom schwarzen Loch verschluckt
wird, können um die 10% seiner Ruheenergie nach Einsteins berühmter
Formel E=mc2 in Energie verwandelt werden. Pro Gramm Masse ist dies ein
vielfaches dessen, was der Fusionsreaktor im Innern der Sonne leisten kann.
Da schwarze Löcher in Galaxienkernen nur einen kleinen Bruchteil ihrer
Lebenszeit aktiv sind, d.h. Gas aus ihrer Umgebung aufsaugen und hohe Leuchtkraft
erzeugen, sollte es neben den wenigen zur Zeit aktiven Objekten, eine Vielzahl
von Galaxien mit passiven schwarzen Löchern geben. Eine extreme Hypothese
besagt, dass möglicherweise sogar alle elliptischen Galaxien und Spiralgalaxien
mit Bulges ein massereiches schwarzes Loch enthalten. In Zusammenarbeit
mit einem Team amerikanischer Astronomen, haben Mitglieder
der Universitäts-Sternwarte München dynamische Hinweise für
die Existenz solcher extrem massereicher schwarzer Löcher in passiven
nahen Galaxienkernen gesucht. Der Nachweis der schwarzen Löcher erfolgt
dabei über die Bewegung der Sterne in ihrer unmittelbaren Nähe.
Wegen der
extremen Anziehungskraft eines schwarzen Loches bewegen sich die Sterne
umso schneller, je näher sie ihm kommen. Der Nachweis eines schwarzen
Loches gelingt daher nur, wenn man eine genügend hohe räumliche
Auflösung erreichen kann. Aus diesem Grund wurden die Beobachtungen
mit dem Hubble-Space-Telescope und dem Canada-France- Hawaii-Telescope
durchgeführt. Diese beiden Teleskope liefern zur Zeit die höchste
Bildqualität und räumliche Auflösung. Aus den Untersuchungen
folgt, dass selbst völlig normale und passive Galaxien massereiche
schwarze Löcher enthalten können. Ein Beispiel ist die kleine
kompakte elliptische Galaxie M 32, ein Begleiter der Andromeda-Galaxie,
sie enthält vermutlich ein schwarzes Loch von ungefähr einer
Million Sonnenmassen. Aber auch Andromeda selbst beherbergt sehr wahrscheinlich
ein schwarzes Loch von einigen zehn Millionen Sonnemassen. Ein extremer
Fall ist die nahe, harmlos aussehende S0-Galaxie NGC 3115, in deren Kern
ein gigantisches schwarzes Loch von einer Milliarde Sonnenmassen zu finden
ist. Es deutet sich an, dass in der Tat jede Galaxie ein schwarzes Loch
im Zentrum enthält; die Masse der schwarzen Löcher ist dabei
wahrscheinlich der Galaxienmasse proportional. Dieser
relativ typische Galaxienhaufen enthält ungefähr hundert elliptische,
S0- und Spiralgalaxien und über tausend Zwerggalaxien. Die Gesamtzahl
der Galaxien in dem von uns beobachtbaren Teil des Universums beläuft
sich, soweit sich das feststellen lässt, auf mehr als eine Billion
Galaxien. Das
Licht, das wir von den am weitesten entfernten Galaxien erhalten, wurde
vor mehr als 12 Milliarden Jahren ausgesandt, nur etwa zwei Milliarden
Jahre nach dem Urknall.
Schwarzes
Loch
bedeutet,
dass sehr hohe Anziehungskräft (hohe Gravitationswirkungen) im Objekt
bestehen, die auch Licht nicht entweichen lässt. Deshalb sehen sie
schwarz aus. Sie sind das Endprodukt der Entwicklung einer Sonne, die mehr
als 5 Sonnenmassen besaß. Schwarze Löcher sind genau genommen
Sterne von großer Masse im letzten Stadium ihres Bestehens. Pierre
LaPlace sagte als erster im 18. Jahrhundert die Existenz von Schwarzen
Löchern voraus. Seine Theorie wurde dann als Grundlage der Quantenmechanik
verwendet. 1916
lieferte Karl Schwarzschild die mathematischen Grundlagen für die
Theorie der schwarzen Löcher. Wenn
ein Stern seinen Brennstoff verbraucht hat, steht ihm ein Gravitationskollaps
bevor. Eine Sonne mit mehr als 5-Sonnenmassen beschließt seine Existenz
mit einer Supernova - Explosion und er wird manchmal zum Schwarzen Loch,
das auf kleinstem Raum eine unvorstellbare Dichte aufweist. In der Nähe
von Schwarzen Löchern vergeht die Zeit langsamer als vergleichsweise
auf der Erde. Sie verzerren Zeit und Raum (--> siehe Raumzeitkrümmung).
Unsere Sonne hat keine 5 Sonnenmassen und wird in etwa 4,5 Milliarden Jahren
sterben. Das beendet natürlich auch die Existenz der Erde.
Würde
ein Flugzeug in das Schwarze Loch fliegen, könnte es durch ein Hypetunnel
(Wurmloch) bei einem weissen Loch ( Der Gegenpart zum Schwarzen Loch -->
nur Materiespender) wieder in ein Universum eintreten. Eine andere Möglichkeit
ist, dass das Flugzeug beim Eintritt von der ungeheuren Gravitation auf
einen Milliardstel Kubikmillimeter gepresst wird.
Schwarze
oder Weisse Löcher sind meist in Verbindung mit einem Doppelstern
zu finden, die Röntgenstrahlungsquellen sind.
Im
Kern werden alle angezogenen Körper auf eine minimales Volumen verdichtet,
dass ein sehr hohes spezifisches Gewicht besitzt.
In
einer Theorie heißt es, dass die angezogenen Körper z.B. in
ein Paralleluniversum versetzt werden könnten. Auch die Verbindung
zu einem anderen Schwarzen Loch in astronomischer Entfernung (Hypetunnel(Wurmloch))
ist nicht unwahrscheinlich.
Schwarze
Löcher können auch aus großen Neutronensternen entstehen.
Hier wird das Wort Stern für Sonne verwendet. Sie senden keinerlei
elektromagnetische Strahlung aus - und können deshalb nicht "gesehen"
werden. Das erste schwarze Loch wurde Anfang 1970 in der Röntgenstrahlungsquelle
Doppelsonne Cygnus X-1 gefunden.
Nach
Steven Hawking geben aber auch die Schwarzen Löcher Strahlung ab.
Die
Lokale Gruppe
Die
Andromeda-Galaxie befindet sich in einem Abstand von 2 Millionen Lichtjahren
von der Milchstraße. Alle anderen Galaxien sind Zwerggalaxien und
Begleiter von diesen Hauptgalaxien. Zur Lokalen Gruppe gehören neben
unserer Milchstraße noch weitere 30 Galaxien ( Andromedanebel M31
M33 etc), darunter sind nur 3 Spiralgalaxien - das sind die Milchstraße
- der Andromedanebel (er ist kein Nebel sondern eine Galaxie) und die Triangulum-Galaxie.
Alle anderen sind entweder irreguläre oder Zwergellipsengalaxien,
die um die großen Spiralgalaxien wandern.
NGC 4449 - irreguläre
Galaxy
- irregulär
aufgrund nur der Form
2
Galaxien
Der
Virgo-Haufen ist einer der nächsten Galaxienhaufen. Seine Entfernung
beträgt ungefähr 50 Millionen Lichtjahre. Im Zentrum des Virgo-Haufens
sind sich die Galaxien so nahe, dass es häufig zu Kollisionen oder
Beinahezusammenstößen kommt. Spiralgalaxien haben dort nur eine
geringe Überlebenschance.
Kugelsternhaufen
Stern
= Sonne
In
der Alltagssprache werden alle natürlichen vom bloßen Auge punktförmig
erscheinenden Lichtquellen am Himmel als Sterne bezeichnet. Doch ist der
Begriff Stern in der Astronomie für fremde Sonnen reserviert. Damit
ist auch eine der wichtigsten Erkenntnisse der modernen Astronomie ausgedrückt,
nämlich dass fast alle diese Lichter am Nachthimmel weit entfernte
Sonnen sind.
SonnensystemTraditionell:
Das aus unserer Sonne, den neun Planeten und Ihren Monden, den Kometen,
Asteroiden und Meteoroiden bestehende System. Allgemeiner
(nicht offiziell): Ein Sonnensystem ist ein durch Gravitation gebundenes
System aus einem Einzel-, Doppel- oder Mehrfachstern und die an sie gebundenen
leichteren Körper. Diese Definition umfasst unser Sonnensystem mit
der Sonne, sie ist ja ein Einzelstern. Stern ist hier im Sinne der modernen
Astrophysik als Synonym für Sonne gebraucht, da die Begriffe Doppelsonne,
Mehrfachsonne nicht gebräuchlich sind.
Schematische
Darstellung
einer
Doppelsonne,
bei der
Materieaustausch
stattfindet
Doppelsonne
Albireo
Planet
In
der Antike war damit ein wandernder, d.h. im Laufe der Tage merklich seine
Position zu den Fixsternen ändernder, Planet gemeint. Damals waren
Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn bekannt. Genau genommen müsste
man nach der antiken Definition auch die Sonne und den Mond mitzählen.
Mit der Entdeckung weiter Planeten (Uranus, Neptun undPluto) unserer Sonne
sowie der extrasolaren Planeten müsste der Begriff neu definiert werden.
Z.B. etwa wie folgt: Bei Planeten handelt es sich um Körper, die einen
anderen Körper mit mehr als 1.6E29 kg (=0.08 Sonnenmassen) Masse umkreisen
und selbst eine Masse zwischen 1E23 kg (Pluto) und 2E28 kg (10x Jupiter)
haben. Leichtere Körper wären dann die Asteroiden, schwerere
Körper die Braunen Zwerge.
Umpolung
Das
Magnetfeld um die Erde beginnt in 100 km Höhe und reicht bis etwa
50000 Km ins Weltall. Es ist ein Schutz gegen den Sonnenwind, der auch
das Polarlicht verursacht. Alle 100 000 Jahre vollzieht sich eine Umpolung
des Magnetfeldes. Die Ursachen sind völlig unklar.
Strahlungen
im Weltraum
Es
gibt folgende: Elektromagnetische Wellen nach
Wellenlänge aufgeteilt
-
im Elektromagnetischem Spektrum:
Radiowellen-
Wellenlänge 1 m oder mehr
Mikrowellen-
Wellenlänge ein paar Zentimeter
Infrarotstrahlung-
Wellenlänge 0,0001 Zentimeter
sichtbares
Licht- Wellenlänge 0,000005 Zentimeter
Ultraviolette
Strahlung- Wellenlänge noch kürzer als Licht
Röntgenstrahlung
- Wellenlänge noch kürzer als Licht
Gammastrahlen-
Wellenlänge noch kürzer als Licht
Maßeinheiten
1
Megaparsec MPC= 1000000PC = 3260000 Lichtjahre
1
Parsec pc = 3,26 Lichtjahre = 30000 Milliarden KM
1
Kiloparsec kpc = 1000 pc
1
Lichtjahr Lj (Lightyear) ist die Distanz, die Lichtstrahlen in einem Jahr
zurücklegen, also 9400 Milliarden KM ist ein Lj. Das Licht bewegt
sich mit 299792,458 Km/Sekunde im Vakuum.
Astronomische
Einheiten :1 AE= 149 600 000 KM
Der
Andromedanebel - die nächste Galaxie ist 2,2 Millionen Lichtjahre
von uns entfernt, das sind 675 kpc.
Planetarischer
Nebel
Der
Begriff ist historisch entstanden, da viele kleinere planetarische Nebel
im Fernrohr dem Anblick eines fahl leuchtenden Planetenscheibchens etwas
gleichen. Deshalb hat der Begriff nichts mit Planeten zu tun. Am Ende seines
Lebens stößt ein Stern einen Teil seiner Masse (als sich ausdehnende
Gashülle) ab. Im Innern bleibt
ein heißer (100'000 Grad) Weißer Zwerg zurück. Dieser
lässt die Gasblase durch sein ultraviolettes Licht fluoreszieren.
Die Gashülle leuchtet in einzelnen Emissionslinien. Der Andromedanebel
ist ein historisch gewachsener Namen. Ursprünglich meinte man, es
sein ein Nebel aus Gas und Staub.
Sonnenfinsternis
.SOFI
Durch
die Perspektive von der Erde kann bei einer Sonnenfinsternis nur die Korona
der Sonne gesehen werden - die Sonnenscheibe wird vom Mond genau abgedeckt.
Wäre der Sonnendurchmesser der Sonne oder des Mondes kleiner oder
größer, oder wäre der Abstand des Mondes oder Sonne
zur Erde kleiner oder größer - käme es nicht zu dem "Zufall",
der die Sonnenscheibe genau bedeckt. Das kann kein Zufall sein.

Der Mond
ist in der Ansicht (perspektivisch von der Erde aus gesehen) genau so groß,
wie die Sonne. Nur die Sonnenkorona ist sichtbar. Das kann doch kein Zufall
sein!?
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Autor:
Robert Kinkel am 2002.4.4 nach Christus
Translation:
Deutsch in Englisch - Tara Kinkel im Sommer 2002 nach Christus
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