December 11, 2016 | Author: Kai Kalb | Category: N/A
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Inhalt, Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neues aus Astronomie und Raumfahrt — Bernd Scharbert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Gasnebel auf schwarzem Karton — Andreas Domenico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Der gr¨ oßte Sonnenfleck seit 10 Jahren — Yasmin A. Walter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Die Ru ¨ ckkehr des roten Planeten — Dr. Robert Wagner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 owe — Bernd Scharbert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Das Sternbild L¨ Vorschau Mai / Juni 2001 — Alexander Schulze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Inflationstheorie, Teil I — Yasmin A. Walter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Das merkwu ¨ rdige Verhalten der Supernova 1054 — Yasmin A. Walter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Veranstaltungen und Termine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
¨ Uber das Titelbild Unsere Sonne ist zur Zeit recht heftig aktiv, da sie sich in ihrem Aktivit¨ atsmaximum befindet. Ein Grund mehr, sie zu beobachten. Das tun sowohl die Sonnenforscher als auch die Hobby-Sonnenbeobachter auf unserer Sternwarte. Am 31.3.2001 entstand dieses Bild mit Hilfe eines Schmidt-Cassegrain-Teleskops und einer Spiegelreflex-Kamera. Die riesige Sonnen-Fleckengruppe versetzte die Sonnenbeobachter in helle Aufregung. Der gr¨ oßte Sonnenfleck seit ” 10 Jahren.“ Dieser verdunkelte Bereich“ wird auch als die Aktive Sonnen-Region 9393 bezeichnet, ein sehr großer ” Sonnenfleck, in den unsere Erdoberfl¨ache 13 mal hineinpassen k¨onnte. Nun war aber dieser Fleck nicht nur sch¨ on“ anzusehen, sondern er schickte auch betr¨ achtliche Mengen Sonnenma” terie in den Weltraum — und das gleich mehrmals in unregelm¨ aßigen Abst¨anden. Eine dieser Eruptionen bewegte sich in Richtung Erde. Dies hatte zur Folge, dass die Menschen in Amerika und Kanada ordentliche Polarlichter zu sehen bekamen. Wir Europ¨ aer hatten wieder einmal Pech — wir sahen von diesem Himmelsspektakel leider nichts. So sch¨on die Himmelsbeleuchtungen“ auch sind, so haben sie auch ihre ” Schattenseiten. Solche heftigen Eruptionen k¨onnen n¨amlich auch erhebliche St¨ orungen in den Funkverbindungen ¨ hervorrufen, Sch¨ aden an den Satelliten verursachen und sogar schwere St¨orungen in Uberland-Stromleitungen veruhrte 1989 ein durch einen koronalen Massenauswurf verursachter starker geomagnetischer Sturm zu ursachen: so f¨ einem neun Stunden anhaltenden Stromausfall im Norden der USA und in Kanada. Mehr u ¨ber das Aktivit¨atsmaximum der Sonne lesen Sie auf Seite 8. Bilddaten: Spiegelreflex-Kamera, Schmidt-Cassegrain, 8”, f = 200 mm (Zenitprisma) Agfachrom 100 ASA, Belichtungszeit 1 /125 s 31.03.2001, ca. 10:45 MESZ Wetter: 2/8 Bew¨ olkung, Sonnenrand leicht unruhig, Bildmitte ruhig Bildautor: Roswitha Steing¨asser
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Impressum Die Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt“ ” erscheinen alle zwei Monate im Eigenverlag des Vereins Volkssternwarte Darmstadt e.V. — Der Verkaufspreis ist durch den Mitgliedsbeitrag abgegolten. Namentlich gekennzeichnete Artikel geben nicht in jedem Fall die Meinung des Herausgebers wieder. Urheberrechte bei den Autoren. Gesch¨ aftsstelle / Redaktion: Am Blauen Stein 4, 64295 Darmstadt, Tel.: 06151-130900, Fax.: 06151130901. Vertrieb: Peter Lutz. Redaktionsltg.: Andreas Domenico. Layout, Satz: Philip Jander. Druck:
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Digital Druck GmbH & Co KG, Landwehrstr. 58, 64293 Darmstadt. Auflage: 300. Volkssternwarte Darmstadt e.V.: Andreas Domenico (1. Vorsitzender, Jugend), Bernd Scharbert (2. Vorsitzender), Paul Engels (Kasse), Philip Jander, Heinz Johann, Peter Lutz, Ulrich Metzner (Kasse), Yasmin A. Walter. Jahresbeitrag: 100 DM bzw. 50 DM (bei aßigung). Konto: 588 040, Sparkasse Darmstadt Erm¨ (BLZ 508 501 50). Internet: http://www.vsda.de, email:
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Astro-News
Neues aus Astronomie und Raumfahrt von Bernd Scharbert Erinnern Sie sich noch an den Kometen HaleBopp? Das war der helle mit der spiralf¨ormigen Struktur in seiner Coma. Er wurde k¨ urzlich erneut fotografiert, in 2 Mrd. Kilometer Entfernung. Er zeigt immer noch die spiralf¨ormige Struktur, und auch seine Coma ist mit 2 Mio. Kilometer Durchmesser recht groß. Ein aktiver Komet also, auch noch in dieser großen Sonnenentfernung! [1] Auf dem Mount Paranal hat das ESO ein weiteres wichtiges Instrument in Betrieb genommen: das Very Large Telescope Interferometer. Das Infrarotlicht eines Himmelsobjekts wird von zwei klei¨ nen Teleskopen aufgefangen und zur Uberlagerung gebracht. Auf diese Weise werden Bilder erhalten, die zwar nicht so aussehen, wie man es von astronomischen Photos gewohnt ist, jedoch eine Menge Informationen beinhalten. So konnte bei ersten Versuchen der Durchmesser des Sterns α-Hydrae zu 0,00929±0,00017 Bogensekunden bestimmt werden. aren Be2002 soll das Interferometer seinen regul¨ trieb aufnehmen. Dann soll unter anderem versucht werden, Planeten bei fernen Sternen zu untersuchen. Durch die Beobachtung im Infrarotbereich k¨onnten wichtige Daten u ¨ber die Beschaffenheit dieser Planeten erhalten werden. [2] Ich liebe solche Geschichten. Es geht um die Erforschung Brauner Zwerge. Diese Objekte sind zu klein geratene Sterne, die keine dauerhafte Kernfusion in Gang setzen k¨ onnen, sondern nur f¨ ur eine gewisse Zeit Deuterium zu Helium verbrennen. Deswegen ist es interessant, sich braune Zwerge in dieser Phase im R¨ontgenbereich anzusehen, aber furchtbar uninteressant, sie sich im Radiobereich anzusehen. Dachte man so. Dann kommt da eine Schulklasse an das Very Large Array in New Mexiaftigt werden. Das taten sie dann co und will besch¨ auch, sie beobachteten einen braunen Zwerg im Radiobereich. V¨ollig sinnlos nat¨ urlich. Doch siehe da, sie empfingen ein Signal, das 20.000 mal st¨ arker war als erwartet. Das Sommerprojekt der Schulklasse ist l¨angst wieder beendet, die Kids sind wieder zuubeln jetzt, hause, die Wissenschaftler nicht. Die gr¨ wo dieses Signal wohl herkommt. . . [3] Es ist wie in einem guten Krimi: Immer und immer wieder wird u ¨berlegt, wer das Opfer zur Strecke uhren kann. brachte und wie man den T¨ ater u ¨berf¨
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Die Rede ist von den Dinosauriern. Der T¨ater scheint klar: der Asteroid, der vor 65 Millionen Jah¨ ren, am Ubergang ar, von der Kreidezeit zum Terti¨ den 180 km großen Chixculub-Krater in Mittelamerika in den Boden riss. Doch ganz so sicher ist das nicht. Denn zur gleichen Zeit gab es auf der Erde starken Vulkanismus. Fast eine Million Jahre lang gab es gewaltige Vulkanausbr¨ uche, die z.B. den indischen Subkontinent mit einer dicken Basaltschicht bedeckten und das Erdklima durcheinander brachten. Diese andauernde Klimaver¨ anderung k¨onnte die Dinosaurier ebensogut in die evolution¨are Geschichte geschickt haben wie ein Asteroid. Es gibt jedoch ein Indiz, welches den Fall l¨ osen kann: Die Dicke der Sedimentschicht, die die Kreidezeit vom Terti¨ar trennt. Diese Schicht ist kalkarm, weil es kaum Plankton und sonstiges Leben im Meer gab. Schließlich waren 70% des Lebens auf der Erde durch die Klimaver¨ anderung ausgestorurde das ben. W¨ are die Sedimentschicht dick, so w¨ zu einem lange anhaltenden Vulkanismus passen. W¨are die Schicht d¨ ur ein unn, so spr¨ache dies eher f¨ kurzes, katastrophales Ereignis. Nat¨ urlich war die Schicht schon oft mit unterschiedlichen Verfahren untersucht worden. Es ergaben sich jedoch immer Ergebnisse zwischen einigen tausend und einigen hunderttausend Jahren. Beide T¨ater kamen also in Frage. Nun wurden Untersuchungen gemacht, die zeigten, daß die Sedimentschicht in nur ca. 10.000 Jahren entstand. Nach dieser Zeit hatte sich das Plankton erholt und das Leben auf der Erde erbl¨ uhte wieder. Das paßt weniger gut zu langanhaltendem Vulkanismus, jedoch gut zu einem Asteroideneinschlag. Das angewandte Verfahren arbeitet mit dem Verh¨ altnis von 3 He und 4 He in der 3 Sedimentschicht. He kommt auf der Erde nur in Spuren vor und ist extraterrestrischen Ursprungs. 4 He findet sich auf der Erde. Durch die Anderun¨ 3 4 altnisses von He zu He in der Sedigen des Verh¨ mentschicht kann ermittelt werden, u ¨ber welchen Zeitraum sie entstanden ist. [4] Literatur: [1] [2] [3] [4]
Spektrum Ticker 07.03.01 ESO-Pressrelease 06/10 vom 18.03.01 Nature, Spektrum Ticker, 18.03.01 Science, Spektrum Ticker 12.03.01
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Beobachtungsberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gasnebel auf schwarzem Karton Teil 2: NGC 2237–39, der Rosetten-Nebel von Andreas Domenico
Zeichnung der Rosetten-Nebels. Newton 457/1850 mm, AP 5 – 8 mm, UHC- und [OIII]-Filter, A. Domenico.
In den kalten Wintern¨achten steht ein unscheinbares Sternbild hoch am s¨ udlichen Himmel. Mit blossem Auge ist es kaum zu erkennen, schon gar nicht unter der Lichtglocke einer Stadt. Von einem
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dunklen Beobachtungsort aus dagegen bietet das Sternbild Einhorn eine reihe sehr interessanter Objekte. Ein solches Objekt ist der Rosetten-Nebel, eine Wolke aus interstellarem Gas und Staub, die sich
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beobachtungsberichte u ¨ber mehrere Dutzend Lichtjahre ausdehnt. Man findet ihn fast direkt ¨ ostlich von Beteigeuze, dem hellen roten Stern, der die linke Schulter des Orion markiert. Der Rosetten-Nebel geh¨ ort ganz unbestritten zu den sch¨onsten Galaktischen Nebeln des Himmels. Seinen Namen bekam der Nebel aufgrund seines Aussehens, das ein wenig an den Bl¨ utenkelch einer Rose erinnert. Im Zentrum des Objekts befindet sich der prachtvolle Offene Sternhaufen NGC 2244, eine Ansammlung von leuchtkr¨ aftigen Sternen des O- und B-Typs, die sich u ¨ber ein Areal von etwa 40 Bogenminuten Durchmesser verteilen. Die hellsten Mitglieder des Haufens sind mit blossem Auge sichtbar, der hellste Stern 12 Mon (5,m8) d¨ urfte aber aufgrund seiner gelblichen Farbe (Spektraltyp K0) ein Vordergrundstern sein. Der umgebende Nebel bedeckt am Himmel eine Fl¨ache von ca. 80 – 100 Bogenminuten, womit eine formatf¨ ullende Beobachtung nur mit kurzbrennweitigen und lichtstarken Ger¨aten, bzw. Feldstechern m¨ oglich ist. Der New General Catalogue (NGC) unterscheidet im Nebel vier einzelne helle Regionen: 2238 und alfte, 2237 im Westen; NGC 2246 in der Nordh¨ ur den gesamten 2239 wird oft als Bezeichnung f¨ Nebel angegeben, gilt jedoch streng genommen nur ur die Regionen ¨ostlich und s¨ f¨ udlich des Sternhaufens NGC 2244. atte Die stellare Brutst¨ Der Rosetten-Nebel enth¨alt ca. 11.000 Sonnenmassen ionisierten Wasserstoffs und hat einen tats¨achlichen Durchmesser von ca. 16 pc (52 Lichtjahre). Seine Entfernung betr¨agt rund 1,4 kpc (ca. 4600 Lichtjahre). Obwohl das Alter von Nebel und Haufen auf nur 500.000 Jahre gesch¨ atzt wird, scheint das HII-Emissionsgebiet heftige Ver¨anderungen zu durchlaufen. Vermutlich hat ein massiver stellarer Wind, der von NGC 2244 ausgeht, den Zentralbereich des Nebels von den Gas- und Staubmassen weitgehend freiger¨ aumt, so dass ein gigantischer Hohlraum entstanden ist. Einen ¨ ahnlichen Effekt bewirkt auch der Strahlungsdruck der jungen und heissen Sterne, wenn auch weniger effektiv. Die umgebende Materie treibt mit rund 20 km/s weiter auseinander, bis sie sich in vermutlich einigen Millionen Jahren v¨ ollig aufgel¨ ost hat. Das Resultat k¨ onnte ein Haufen aus heissen, blauen Sternen ¨ahnlich den Plejaden sein.
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Dennoch gibt es in dem umgebenden Nebelkomplex zahlreiche Dunkelwolken (Globulen) aus Staub und neutralem Wasserstoff (HI), in denen heute noch Sterne entstehen. Der Rosetten-Nebel zeigt solche Globulen vor allem im nordwestlichen Viertel. An der Grenze zwischen dem nach aussen angenden HII-Gas und dem HI-Gas der Umgedr¨ bung bilden sich Instabilit¨aten heraus. An diesen Stellen ragen Schl¨auche neutralen Gases in das HIIGebiet hinein, die ihrem Aussehen nach Elefantenr¨ ussel genannt werden. Es gibt ein enges Gleichgewicht zwischen der Anzahl der Rekombinationen von Elektronen und Ionen und der Anzahl der dabei entstehenden neutralen Atome, die dann erneut ionisiert werden. Als Folge davon entsteht zwischen dem HII-Gas und den neutralen Gasmassen eine sehr scharfe und aktive Grenze (Ionisationsfront). Dadurch stehen die Dunkelwolken in deutlichem Kontrast zu den aufgehellten Nebelfl¨ achen. Der Rosetten-Nebel visuell F¨ ur den visuellen Beobachter ist der RosettenNebel auch und gerade deshalb ein faszinierendes Erlebnis. Eine diffuse ringf¨ormige Aufhellung um den markanten Sternhaufen kann bereits mit einem Feldstecher wahrgenommen werden. Unter einem dunklen Himmel sind schon mit einem 50 mmRefraktor und Nebelfilter Einzelheiten zu erkennen [1]. Ein 8-Z¨oller zeigt schon derart viele Details, dass eine Zeichnung des Objekts zu einer langwie¨ sind rigen Besch¨aftigung wird. Mit dieser Offnung auch die Elefantenr¨ ussel klar sichtbar, und die hellsten Komponenten des Nebels heben sich deutlich von der Umgebung ab. Das Spektrum des RosettenNebels weist neben dem f¨ ur die Fotografie wichtigen Hα-Peak eine sehr intensive [OIII]-Emission auf. Viele Teile des Nebels reagieren also gut auf das entsprechende Linienfilter. Bei Teleskopen unter 8 ¨ Zoll Offnung empfiehlt sich zur visuellen Beobachtung eher ein Schmalbandfilter (z.B. UHC). Bei der Beobachtung von grossfl¨achigen Galaktischen Nebeln ist einzig und allein die Austrittspupille (AP) ausschlaggebend. Fernrohr¨offnung spielt prinzipiell f¨ ur die schlichte Wahrnehmung eines fl¨ achenhaften Objekts eine untergeordnete Rolle. ur viele Beobachter sind kleine bis mittelgrosF¨ se lichtstarke Ger¨ate (Kometensucher ) die erste Wahl, da diese sehr grosse Gesichtsfelder f¨ ur eine ¨ nahezu vollst¨andige Ubersichtsbeobachtung zulas-
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Beobachtungsberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sen. F¨ ur die Erfassung und Dokumentation von kompakten Einzelheiten sieht es aber etwas anders aus. Detailbeobachtungen mit kleinen oder mittelgrossen Teleskopen sind nicht sonderlich efachige Details u fektiv. Damit man kleinfl¨ ¨berhaupt aufl¨osen kann, m¨ ussen diese mit h¨ oherer Vergr¨osserung, d.h. kleiner bis mittlerer AP an das Auge usste von vornherein herangef¨ uhrt werden. Also m¨ eine l¨angere Fernrohrbrennweite vorhanden sein, jedoch bei m¨oglichst hoher Kontrastleistung der Optik. Grunds¨ atzlich sind alle Teleskope u ¨ber 8 Zoll ¨ Offnung geeignet, wenngleich man bei schw¨acheren Nebeln noch nicht allzu viel Detail erwarten darf. Der zwangsl¨aufige Verlust an Gesichtsfeld ist dabei kein Manko oder Hindernis. Im Gegenteil: Man wird zum Bewegen des Fernrohrs gezwungen, wodurch indirekt sichtbare Einzelheiten subjektiv deutlicher erscheinen k¨ onnen. Will man trotz des
reduzierten Feldes eine Ann¨aherung an den Gesamteindruck erzielen, so f¨ahrt man den Nebelkomplex mit gr¨osstm¨ oglicher AP (z.B. 7 mm) langsam ¨ ab. Aber auch eine noch so grosse Offnung ersetzt unter keinen Umst¨anden einen dunklen Beobachtungsstandort. Visuelle Beobachtungen mit grosser AP sind schon unter m¨assigen Bedingungen (wie sie z.B. auf der Ludwigsh¨ohe vorherrschen) relativ ¨ lassen das Prosinnlos. Theoretische Uberlegungen blem deutlich werden: Die meisten Nebel sind im Vergleich zur Helligkeit des Himmels in Stadtn¨ahe sehr schwach. Sind die Fl¨ achenhelligkeiten von Objekt und Hintergrund fast gleich, liegt kein wahrnehmbarer Kontrast vor. Er liegt f¨ ur den Beobachter unterhalb der Sehschwelle, und es macht keinen Unterschied mehr, ob er durch ein Fernrohr mit 20 ¨ Zentimetern oder 20 Zoll Offnung blickt.
Atemberaubende CCD-Aufnahme des Rosetten-Nebels von Adrian Caterall (Meade 12 Zoll LX200, CCDKamera SBIG ST8, Hα-Filter), [2]
Ein Beobachtungsplatz mit absolut dunklem und transparentem Himmel ist also zwingend n¨ otig. Nur dann werden die Schwaden des Rosetten-Nebels
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beinahe so turbulent und gegliedert erscheinen, wie wir es von Fotografien oder CCD-Aufnahmen her kennen. Es treten kleine Bereiche unterschiedlicher
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beobachtungsberichte Helligkeit hervor, einige mit fliessenden Konturen, andere wiederum scharf begrenzt. Besonders die pechschwarzen Elefantenr¨ ussel erscheinen mit der ¨ grossen Offnung beobachtet unglaublich kontrastreich und vermitteln dem visuellen Beobachter eine Art von 3D-Effekt.
dass auch weitr¨ aumig neutrales Wasserstoffgas erh¨ ohter Dichte und Molek¨ ulwolken zum gesamten Komplex geh¨oren. Die Daten des Infrarot-Satelliten IRAS haben ausserdem gezeigt, dass die Monoceros OB 2-Assoziation u ormi¨ber einen riesigen ringf¨ gen Nebelbogen mit dem Orion-Nebelkomplex verbunden ist. Ob der gigantische, uralte Supernovarest VMT 10 ebenfalls dazugeh¨ ort, ist unklar. Mit einem Durchmesser von u ort ¨ber 4 Grad geh¨ ossten SNR am Himmel. Dieser dieser zu den gr¨ sehr diffuse, ringf¨ormige Nebel scheint die HIIRegionen des Rosetten-Nebels und des NGC 2264Komplexes zu ber¨ uhren, ist jedoch um Gr¨ossenordnungen schw¨ acher als die hellen Gasnebel. Zur Zeichnung
Der Sternhaufen NGC 2244 visuell gezeichnet am 12Z¨oller des Observatoriums (1993). Damals in der Beobachtung unerfahren, ohne Nebelfilter und bei den u ¨blichen (schlechten) Beobachtungsbedingungen (vis. Grenzgr¨ osse ca. 5m ). Diese Zeichnung verdeutlicht reuchtigen Beobachtung des lativ gut, was man bei der fl¨ Rosetten-Nebels unter Stadtbedingungen zu erwarten hat.
Die Umgebung des Rosetten-Nebels Der Rosetten-Nebel und sein zentraler Sternhaufen geh¨oren zur Assoziation Monoceros OB 2. Diese hat eine Ausdehnung von etwa 6 Grad entlang der Milchstrasse und ist reich an Nebelobjekten verschiedenster Art. S¨ udlich befindet sich die kleinere HII-Region Sharpless 280 ; etwa 5 Grad n¨ordlich schliesst sich die Assoziation Monoceros OB 1 mit dem ebenfalls sehr jungen Sternhaufen NGC 2264 an. Diesen umgibt ein Dunkelnebel, ein Emissionsnebel (der Konus-Nebel ) und ein Reflexionsnebel. Rosetten- und Konus-Nebel sind nur die hellsten Teile eines gigantischen Nebelgebiets, das auch die weit im Nordwesten stehenden Nebelregionen Sharpless 255–8, 261 und 268 einschliesst. Radioastronomische Messungen lassen erkennen,
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Die Zeichnung des Rosetten-Nebels wurde im ¨ (457/1850 mmWinter 1997 mit 18” Offnung Newton) bei 8 mm, 5 mm und 3,4 mm AP mit UHCund [OIII]-Filter gemacht. Beobachtungsort war die Sansenh¨ ohe im Odenwald (visuelle Grenzgr¨ osse: m m 6, 5 – 6, 7). Insgesamt acht Stunden Beobachtung in zwei N¨ achten waren n¨ otig, um alle Details aufs Papier zu bringen. Solche sich u ¨ber mehrere Beobachtungsn¨achte hin ziehende visuelle Zeichnungen sind gewiss nicht jedermanns Sache, aber bei sehr grossen und detailreichen Objekten (z.B. Cirrus, Andromeda, Orion oder Grosse Magellansche Wolke) absolut nicht zu vermeiden. Der visuelle Beobahigkeit achter kann (und muss) hier die Leistungsf¨ seiner Beobachtungstechnik demonstrieren, denn er ist gezwungen, sich viel intensiver mit dem Beobachtungsobjekt auseinander zu setzen. Er muss sogar ein Paradeobjekt wie den OrionNebel sehr viel sorgf¨altiger beobachten, als er es normalerweise t¨ate. Erst dadurch r¨ aumt er sich selbst die Zeit ein, die nunmal erforderlich ist, um all die Details wahr zu nehmen und zu dokumentieren, die ein solches Objekt in einem AmateurTeleskop zeigt. Denn auch bei den allerhellsten Objekten hat man mit dem ersten Blick noch lange nicht alles gesehen. Literatur: [1] Stoyan, R. C., Alzner, A.: Visueller Katalog Galaktischer Nebel, interstellarum 2 (1995), S. 13 ff. [2] http://www.observatory.demon.co.uk/
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Sonne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Der gr¨ oßte Sonnenfleck seit 10 Jahren Sonnenaktivit¨ atsmaximum und Nordlichter von Yasmin A. Walter Einleitung Die Sonne ist ein heißer Gasball. Ihre mittlere Oberfl¨achentemperatur betr¨agt rund 6.000 Grad. Sterne besitzen Phasen unterschiedlicher Aktivit¨ at. So zeigt die Sonne w¨ahrend ihrer aktiven Phasen Ph¨anomene wie Sonnenflecken. Sonnenflecken ache, die sind dunklere Gebiete auf der Sonnenoberfl¨ k¨ uhler sind als ihre Umgebung. Diese Flecken werden durch St¨orungen im solaren Magnetfeld veratszyklus ursacht. W¨ahrend des 11-j¨ ahrigen Aktivit¨ der Sonne ¨andert sich die Anzahl und Gr¨ oße der Sonnenflecken. Die gr¨ oßte Sonnenaktivit¨at ist mit einem Anstieg der Zahl der Sonnenflecken verbunden.
bis zu 2.000 km/s beschleunigt werden. Diese Ausbr¨ uche k¨onnen magnetische St¨ urme und St¨orungen in der Erdatmosph¨are verursachen, die oft mit Nordlichtern verbunden sind.
Koronaler Massenauswurf (CME) aus AR 9393 am 02.04.2001. Innerhalb der Blende des Koronographen ist die Sonne im gleichen Maßstab dargestellt. Bilder: SOHO/LASCO, ESA/NASA
AR 9393, Aufnahme v. R. Steing¨asser: C8, f =2000 mm x 2, 1/60 s, Agfachrom 100 ASA, 31.03.2001, ca. 11:00 MESZ
Phasen der Sonnenaktivit¨at sind auch mit Materieausbr¨ uchen wie Protuberanzen, Flares oder kouchen — besonders in der ronalen Materieausbr¨ N¨ahe von Sonnenfleckenaktivit¨ atszonen — verbunden. Dabei wird jeweils mehr oder weniger heißes Gas aus der Sonne ausgeschleudert und kann mit den oberen Schichten der Erdatmosph¨are wechselwirken. Im g¨ unstigsten Fall k¨ onnen wir dann auf der Erde Nordlichter oder Polarlichter beobachten. Beim Ausbruch von Flares werden Energien von oftmals mehr als einer Milliarde Megatonnen TNT freigesetzt. Dabei werden die solaren Teilchen innerhalb weniger Sekunden enorm beschleunigt und auf bis auf einige Millionen Grad aufgeuche enthalten enorme heizt. Koronale Massenausbr¨ Mengen von Gas, die auf Geschwindigkeiten von
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Sonnenaktivit¨ at im April 2001 Ende M¨arz/Anfang April 2001 konnte man den gr¨oßten Sonnenfleck seit rund 10 Jahren beobachten. Der Sonnenfleck AR 9393 besaß zum Zeitpunkt seiner maximalen Ausdehnung einen Durchmesser von rund 13 Erddurchmessern! Dieser Sonnenfleck ist der gr¨oßte Sonnenfleck des gegenw¨artigen Sonnenfleckenzyklus. Das Gebiet um AR 9393 verursachte in diesem Zeitraum ebenfalls enorme solare Aktivit¨aten, die mit Masseausw¨ urfen und Nordlichtern verbunden waren. Inzwischen wurden mehrere massive Flares beobachtet. Am 02.04.2001 trat der bisher heftigste Flare (St¨arke X20) auf, der je auf der Sonne beobachtet wurde. Im Zeitraum vom 28.03.–04.04.2001 traten mehrfach heftige Polarlichter —besonders in Kanada, Nord-Amerika und Neuseeland, aber auch Nordeuropa — auf. Quellen: [1] SOHO im Internet: http://sci.esa.int/soho
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Die Ru ¨ ckkehr des roten Planeten Marsbeobachtungen mit dem Amateurfernrohr von Dr. Robert Wagner Der Planet Mars hat die Menschen bereits seit dem Altertum fasziniert: Wegen seiner charakteristischen roten Farbe, der Farbe des Blutes, brachten ihn die Griechen mit ihrem Kriegsgott Ares (lat. Mars) in Verbindung. Sein Erscheinen am Himmel galt als Ank¨ undigung von Krieg, Tod und Zerst¨orung, eine Vorstellung, die sich durch das ganze Mittelalter bis in die Zeit des Dreißigj¨ahrigen Krieges hielt. Die antiken Astronomen besch¨ aftigte vor allem die komplizierte Bewegung des Planeten vor dem Sternhintergrund, die sie nie befriedigend zu erkl¨aren vermochten. Erst dem deutschen Astronomen Johannes Kepler gelang es zu Beginn des 17. Jahrhunderts auf der Basis des heliozentrischen Weltbilds des Copernicus und anhand sehr genauer Positionsbestimmungen von Tycho Brahe, die Gesetze der Planetenbewegung zu entdecken. Die Erfindung des Teleskops Anfang des 17. Jahr¨ in der Erforschung hunderts l¨autete eine neue Ara des roten Planeten ein: 1659 beobachtete der niederl¨andische Physiker Christiaan Huygens dunkle Markierungen auf der Marsscheibe, die ihm wie Meere erschienen. Wenige Jahre sp¨ ater entdeckte G. D. Cassini die Polkappen und bestimmte die Rotationsperiode des Planeten zu 24h 40m (heutiger Wert: 24h 37m 22s ). Beide Wissenschaftler schlossen aus diesen Beobachtungen, daß der Mars ein sehr erd¨ ahnlicher Planet sein m¨ usse. Im 19. Jahrhunderts setzte dann mit dem Aufkommen besserer Teleskope ein intensives Studium der Marsoberfl¨ache ein: Der italienische Astronom G. V. Schiaparelli berichtete 1877 u ¨ber die Entdeckung feiner Linien, die ein Netzwerk auf der Marsoberfl¨ache zu bilden schienen. Er bezeichnete diese Linien als Kan¨ale. In der Folgezeit l¨oste diese Entdeckung unter den Astronomen eine heftige Kontroverse aus: W¨ahrend Percival Lowell die Kan¨ ale f¨ ur das Werk einer intelligenten Zivilisation auf dem Mars hielt, erkl¨arte der griechische Astronom E. M. Antoniadi, die Kan¨ale seien nur eine optische T¨ auschung, die unter bestimmten Beobachtungsbedingungen auftreten k¨onne. Wenn auch Antoniadi letztendlich Recht behielt, so hatte doch die Vorstellung von h¨oheren Lebensformen auf dem Mars seither vie¨ le Anh¨anger in der Offentlichkeit gefunden. Erst
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durch die Ergebnisse der Raumsonden zeigte sich, daß Leben auf dem Mars, wenn u ¨berhaupt, nur in Form von niederen Organismen existieren kann.
Mars – Aufnahme des Hubble Space Telescope
Mars z¨ahlt zu den ¨außeren Planeten, d.h. seine Bahn um die Sonne verl¨auft außerhalb der Erdbahn. Steht er in Opposition zur Sonne, so kann er die ganze Nacht hindurch beobachtet werden. Zwei aufeinanderfolgende Oppositionen ereignen sich im Abstand von rund 26 Monaten. Da die Marsbahn arker von der Kreisform abweicht als die viel st¨ Erdbahn, sind nicht alle Oppositionsstellung gleich unstig f¨ ur den Beobachter auf der Erde: Befing¨ det sich der Planet w¨ahrend der Opposition nahe dem sonnenn¨achsten Punkt seiner Bahn (Perihel), so ist sein Abstand zur Erde um rund 30 bis 50 Millionen km kleiner, als bei einer Opposition nahe dem Aphel (Mars im sonnenfernsten Punkt seiner Bahn). Der scheinbare Durchmesser der Marsscheibe betr¨agt w¨ahrend einer besonders g¨ unstigen Perihelopposition etwa 25 Bogensekunden, w¨ahrend bei einer ung¨ unstigen Aphelopposition knapp 14 Bogensekunden erreicht werden. Die kommende Marsopposition geh¨ ort zu dem Typ der Periheloppositionen und ereignet sich am 13. Juni 2001. Der Planet wandert w¨ahrend der Monate Mai bis Au-
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Planeten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . gust entlang des s¨ udlichen Teils der Ekliptik durch utze. Er erdie Sternbilder Schlangentr¨ ager und Sch¨ reicht daher in Mitteleuropa nur eine geringe H¨ohe u ¨ber dem Horizont (ca. 14◦ bei Kulmination). Da ohe u die Luftunruhe in so geringer H¨ ¨ber dem Horiachtlich ist, d¨ zont meist betr¨ urften gute Bedingungen f¨ ur teleskopische Beobachtungen eher die Ausnahme sein. Von der Plattform unserer Sternwarte aus werden sich zudem die Baumwipfel als st¨orend erweisen. Trotzdem sollte man versuchen, den Planeten von Anfang Mai bis Mitte August mit dem Teleskop zu beobachten. Der maximale scheinbare ahrend dieser Durchmesser der Marsscheibe wird w¨ Opposition bei 20,8 Bogensekunden liegen und bis Anfang Oktober mit zunehmender Entfernung von der Erde auf 10 Bogensekunden abnehmen. Die maximale scheinbare Helligkeit erreicht −2,m3. Da die Marsachse um einen Winkel von 25◦ 11’ gegen die Marsbahn geneigt ist, gibt es wie auf der Erde Jahare reszeiten. Im Perihel zeigt die s¨ udliche Hemisph¨ des Mars in Richtung Sonne, auf der S¨ udhalbkugel beginnt dann der Sommer, auf der Nordhalbkugel der Winter. Beim Durchlaufen des Aphel hingegen zeigt die n¨ordliche Hemisph¨are zur Sonne. Da Mars w¨ahrend dieser Opposition noch ein St¨ uck von sei¨ nem Perihel entfernt ist, blicken wir auf dem Aquator der Marsscheibe.
Olympus Mons – mit einer H¨ ohe von 25 km und einem Durchmesser von insgesamt rund 550 km ein gigantischer Vulkan – Aufnahme des Mars Global Surveyor vom 20.10.1997 aus einer mittleren H¨ohe von 205 km
Um auf der Marsscheibe Details auszumachen, braucht man nicht unbedingt ein großes Teleskop.
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Die Beobachtung der wichtigsten Oberfl¨ achenstrukturen gelingt bereits mit einem kleinen Amateurfernrohr, wie z.B. einem Refraktor von 80 mm (3 Zoll) oder einem Reflektor von 114 mm (4,5 ¨ Zoll) Offnung. Das Instrument sollte aber von guat sein. Reflektoren sind gegeter optischer Qualit¨ benfalls neu zu kollimieren, um ein Optimum an Abbildungsqualit¨ at zu gew¨ ahrleisten. Ebenso wichtig wie die Qualit¨at der Optik ist die der Luft davor: Bei unruhiger Luft, von den Astronomen schlechtes Seeing genannt, macht es keinen Sinn auf der kleinen orangeroten Scheibe nach Oberfl¨ achenstrukturen zu suchen.Viel Geduld und Ausdauer sind gefragt, um jene Momente perfekten Seeings abzuwarten, in denen sich einem der rote Planet alliges Merkmal der Marsobererschließt. Als auff¨ fl¨ache wird man zun¨achst die dunklen Strukturen wahrnehmen, die fr¨ uher als Marsmeere (Maria) bezeichnet wurden. Sie stellen Regionen dar, die u ¨berwiegend von dunklem Gestein u ¨berzogen sind. Die hellen Gebiete, auch W¨ usten genannt, erhalten ihre r¨ otliche F¨arbung durch feinen Staub aus Eisenoxiden. Sowohl die Maria als auch die W¨ usten entsprechen nicht diskreten topographischen Gegebenheiten auf der Marsoberfl¨ache, sondern stellen lediglich Fl¨achen mit unterschiedlicher Reflektivit¨at (Albedo) dar. Der Kontrast zwischen den dunklen Maria und den r¨ otlichen W¨ usten l¨ aßt sich durch Verwendung eines Orangefilters vom Typ Wratten Nr. 21 deutlich verbessern. Besitzer von Telesko¨ pen mit mehr als 150 mm Offnung k¨onnen auch den etwas dunkleren Rotfilter vom Typ Wratten Nr. 23A verwenden. Das bekannteste der Dunkelgebiete, Syrtis Major, hat etwa die Gestalt des indischen Subkontinents und wurde bereits von Huygens beobachtet. Will man die einzelnen Albedostrukturen zuordnen, so fertigt man sich am besten eine Zeichnung w¨ ahrend der Beobachtung an, in die man die Himmelsrichtungen, Datum und Uhrzeit eintr¨ agt. Als Standardschablone f¨ ur Marsbeobachtungen wird von der Association of Lunar and Planetary Observers (ALPO) ein Kreis mit 42 mm Durchmesser verwendet. Die Identifizierung gelingt dann mittels einer Marskarte und Zentralmeridiantabelle, wie sie in der Maiausgabe der Zeitschrift Sky & Telescope zu finden sind. Zur Bezeichnung der Oberfl¨achenmerkmale wird im wesentlichen noch die alte von Schiaparelli eingef¨ uhrte Nomenklatur verwendet, der zum Großteil latinisierte Bezeichnungen aus der Topographie des Mittelmeerraumes
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planeten zugrunde liegen. Die Umrisse der Albedostruktuangerfriren sind sowohl jahreszeitlichen, als auch l¨ stigen Ver¨anderungen unterworfen. Ein bekanntes udhalbkugel geleur ist die auf der S¨ Beispiel hierf¨ gene dunkle Solis Lacus Region, die seit den siebziger Jahren an Ausdehnung und Intensit¨ at zugeur diese Ver¨ anderungen nommen hat. Die Ursache f¨ liegt in der Marsatmosph¨ are. Winde verfrachten feine Staubteilchen und decken damit dunklere Regionen ab oder legen unter Staub verborgene, dunkle Felsstrukturen frei. alliges Oberfl¨ achenmerkmal Ein weiteres augenf¨ sind die Polkappen. Da wir w¨ ahrend der kommen¨ den Opposition auf die Aquatorregion des Planeten schauen, sollten beide Polkappen als weiße P¨ unktchen sichtbar sein. Durch Verwendung eines Blaufilters vom Typ Wratten Nr. 80A l¨ aßt sich der Kontrast zwischen ihnen und ihrer Umgebung erh¨ohen. Die Polkappen bestehen aus gefrorenem Kohlendioxid und Wassereis. Mit zunehuhjahrs und ahrend des Fr¨ mender Erw¨armung w¨ Sommers beginnt das Kohlendioxid zu sublimieren und die Polkappe f¨ angt an zu schrumpfen. Wenn ordlichen MarsMitte Juni der Sommer auf der n¨ hemisph¨are zu Ende geht, wird die Nordpolkappe im Teleskop deutlich kleiner erscheinen als ihr Geuden. genst¨ uck im S¨ ur den Ein interessantes Beobachtungsgebiet f¨ Amateur sind die meteorologischen Erscheinungen. Zwar besitzt der Mars nur eine sehr d¨ unne Atmosph¨are, die u ¨berwiegend aus Kohlendioxid besteht, doch lassen sich verschiedene Wolkentypen und gelegentlich sogar Staubst¨ urme beobachten: W¨ahrend der Marsopposition von 1999 konnte ich mit meinem vierz¨ olligen Refraktor weiße Wolken u ¨ber der Chryseregion ausmachen. Das Hellasbecken, ein großer Einschlagkrater s¨ udlich von Syrtis Major, erschien bei Beobachtung mit einem Blaufilter sogar heller als die Nordpolkappe, was ebenfalls auf Wolken oder Eisnebel zur¨ uckzuf¨ uhren ist. Bisher unf globale Staubst¨ urme auf dem Mars wurden f¨ urme entwickeln sich meist beobachtet. Diese St¨ im S¨ udfr¨ uhling aus einer lokal auftretenden gelben Wolke, die sich innerhalb von wenigen Tagen u ache ausbreitet ¨ber weite Gebiete der Marsoberfl¨ und die Albedostrukturen g¨anzlich verdecken kann. Bis sich die Staubteilchen vollst¨ andig gesetzt haben und die Oberfl¨achenmerkmale wieder sichtbar werden, k¨onnen mehrere Monate vergehen.
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Die beiden Marsmonde Phobos (11,m5) und Deimos (12,m5) wurden 1877 von A. Hall mit dem 26 Zoll Refraktor des U.S. Naval Observatory entdeckt. Visuell sind sie mit kleinen Amateurteleskopen nicht zu beobachten. Das Problem liegt weniger in ihrer geringen Helligkeit, als vielmehr in ihre großen N¨ahe zur Planetenscheibe, die sie u ¨beroßestrahlt. F¨ ur Amateurastronomen, die mit gr¨ ren Teleskopen und einer CCD-Kamera ausger¨ ustet sind, stellen sie aber ein reizvolles Ziel dar.
Der Marsmon Phobos – hier ca. 30∗20 km groß mit dem ca. 10 km großen Stickney-Krater – Aufnahme des Viking 1 Orbiters aus einer Entfernung von 1600 km.
Die n¨achste Marsopposition findet im August 2003 statt. Sie wird die beste Opposition dieses Jahrzehnts sein. Der scheinbare Durchmesser der Marsscheibe wird im Maximum 25 Bogensekunden betragen und der Planet wird f¨ ur uns Beobachter in Mitteleuropa eine vern¨ unftige H¨ ohe u ¨ber dem Houssen wir uns rizont erreichen. Doch bis dahin m¨ noch etwas gedulden! Literatur: [1] Sheehan, W.: Planets and Perception, The University of Arizona Press, Tucson 1988 [2] Dobbins, T. A., Parker, D. C., Capen, C. F.: Observing and Photographing the Solar System, Willman-Bell Inc., Richmond 1988 [3] Troiani, D. M.: A Grand Return of Mars, Sky and Telescope, Mai 2001, 102 - 108. [4] Roth, G. D.: Planeten beobachten, Verlag Sterne und Weltraum, M¨ unchen 1998 [5] Neckel, Th., Montenbruck, O.: Ahnerts Astronomisches Jahrbuch 2001, Verlag Sterne und Weltraum, H¨ uthig GmbH, Heidelberg [6] http://www.lpl.arizona.edu/alpo [7] http://elvis.rowan.edu/marswatch/
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Sternbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Das Sternbild L¨ owe von Bernd Scharbert Wer mal aus dem Fenster gesehen hat, wird festgestellt haben, daß die Nordhalbkugel dieses Planeten wieder gr¨ uner wird. Der Fr¨ uhling ist da. Diesem folgend ist das Sternbild, welches in dieser Ausgabe uhlingssternhimmels. besprochen wird, auch eines des Fr¨
Mythologie Liebe Freunde der Astro-Mythologie! Nachdem wir es in den letzten Folgen dieser Serie mit mehr oder weniger sch¨onen Frauen und wahren Helden zu tun hatten, wenden wir uns diesmal einem eher possierlichen Mitwirkenden des olympischen Spektakels zu: dem L¨owen. Wie Sie sicherlich wissen, braucht man f¨ ur jeden großen Film und jede Sage — neben dem Helden und einer großen Liebe — vor allem zweierlei: Komowe hat nun eher parsen und Nebenrollen. Der L¨ eine Nebenrolle. Ihm verdankt es Herkules, daß er
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die zw¨olf ihm gestellten Aufgaben l¨osen konnte. Der Beitrag des L¨owen bestand darin, sich von Herkules erw¨ urgen zu lassen. Der nemeische L¨owe (so sein voller Name) stammt vom feuerspeienden Ungeheuer Typhon und der riesigen Schlange Echidna ab. Er war durch Pfeile und die Schl¨age von Herkules’ Keule nicht verwundbar. Daraufhin erw¨ urgte der Held ihn kurzerhand. Das Fell des L¨owen brachte Herkules zu Eurystheus. Was Sie da am Himmel sehen, ist also eher ein nackter L¨owe. Deswegen sieht er auch so d¨ urr aus. . . [1]
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sternbilder Was gibt es zu sehen? owe — so rein sagenm¨aßig — Auch wenn der L¨ nichts Oscarverd¨ achtiges auf die Beine gebracht hat, so hat er am Himmel doch einiges zu bieten. Nicht nur Sterne und Galaxien, sonder auch richtig Spektakul¨ares — Meteorschauer n¨amlich. Doch ebenso, wie es in jeder guten Story erst am Ende so richtig spannend wird, m¨ ussen Sie noch ein paar Zeilen auf die Sternschnuppen“ warten. ” Wenden wir uns zuerst den Sternen zu. Einzeln ist so ein Stern nicht so aufregend, aber zusammen mit anderen, vor allem andersfarbigen, sieht das schon ah — Schrift) ist von Dopanders aus. Die Rede (¨ owe einige. Echte pelsternen. Und davon hat der L¨ Doppelsterne, sogenannte physische, und unechte, sogenannte optische. W¨ahrend sich physische Doppelsterne umkreisen, stehen optische Doppelsterne oft Lichtjahre auseinander. Sie stehen am Himmel nur zuf¨allig in einer Richtung und scheinen so ein Paar zu bilden. Die unechten: Deren gibt es drei, zu denen auch die beiden hellsten Sterne des Sternbilds geh¨ oren. α Leo heißt auch Regulus (der kleine K¨onig) und ist mit 1,m4 der hellste Stern im L¨ owen. Er ist blau-weiß. Neben ihm steht ein 8m heller Stern, der sich jedoch erst im kleinen Fernrohr zeigt. β Leo heißt Denebola. Er ist 2,m2 hell und markiert die Schwanzspitze des L¨ owen. Neben diesem blauweißen Stern findet sich ein orangefarbener Stern 8,m5 Gr¨ oße, der sich jedoch auch erst im Fernrohr zeigt. Der dritte im Bunde ist τ Leo. Der Stern selbst ist 5m hell, sein Begleiter“ 7m . Dieses Paar ” kann schon im Feldstecher getrennt werden, die Sterne stehen weit genug auseinander. Nun zu einem echten Doppelstern: γ Leo besteht aus einem 2,m2 und 3,m5 hellem Paar mit 4,3” Distanz. Die Sterne sind orange-rot bzw. gelb, was ubsch aussieht. Es gibt noch weitere Doppelrecht h¨ oßeren Instrument sterne, die jedoch nach einem gr¨ verlangen, um sie in die Einzelsterne aufzul¨ osen. Dann ist da noch η Leo. Dieser Stern ist ein roter Riese, dessen Helligkeit mit einer Periode von 313 Tagen zwischen 4,m4 und 11,m6 schwankt. Auch im L¨ owen gibt es einige Galaxien, die auch schon im kleineren Rohr zu sehen sind: M65 und M66. M65 ist 9,m3 hell und M66 9m . Beide Spiralgalaxien sind etwa 30 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und geh¨ oren zum Leo-Galaxienhaufen. Sie haben einen Winkeldurchmesser von etwa 9’, was nat¨ urlich nichts heißt, weil Sie die Randbereiche eh
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nicht sehen k¨ onnen, da sie zu lichtschwach sind. Nicht unerw¨ahnt sollen M95 und M96 bleiben, die ebenfalls um die 9m hell sind, jedoch nicht so einfach zu beobachten sein sollen. Und nun die Meteore! Es gibt einen ganzen Haufen von Meteorstr¨omen im L¨owen: Alpha-, Beta-, Delta-, Gamma-, Rho-, Sigma-Leoniden und die Leoniden-Ursiden. Der bekannteste Meteorstrom sind jedoch die Leoniden. In den letzten Jahren zeigten diese besonders viele Meteore, wenngleich nicht so viele, wie von manchem erwartet wurden. Und von so einem Anblick wie am 12./13.11.1833 tr¨aume wahrscheinlich nicht nur ich. . .
Leonidenschauer von 1833
Zu den Leoniden und den weiteren Meteorstr¨ omen sei auf die Seite der IMO (International Meteor Organisation) verwiesen: http://www.imo.net. Literatur: [1] H.W. Stoll. Sagen des klassischne Altertums“, ” Weltbild B¨ ucherdienst, Wien [2] Gerhard Fasching, Sternbilderkunde“, Vieweg ” Sohn Verlagsgesellschaft, 1986 [3] Joachim Herrmann, DTV Atlas der Astrono” mie“, 10. Auflage 1990 [4] http://www.maa.mhn.de/Maps /Stars/Fig/leo.html [5] http://aipsoe.aip.de/∼rend/leo-exp.html
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Astronomischer Kalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vorschau Mai / Juni 2001 von Alexander Schulze
Alle Zeitangaben f¨ ur ortsabh¨angige Ereignisse beziehen sich auf Darmstadt, 49◦ 50’ N, 08◦ 40’ O. Alle Zeitangaben erfolgen in Ortszeit (CEST/MESZ). Sonne W¨ahrend wir in den letzten Mitteilungen auf die Tag- und Nachtgleiche am 20. M¨arz verweisen konnten, ist es nun der 21. Juni, der besondere Erw¨ ahnung finden muß: An diesem Tag nimmt die Sonne um 12:40 ihre h¨ochste Deklination (23◦ 26’16,”2) ein, was f¨ ur uns Sommerangsten Tag des Jahres) anfang (und auch den l¨ agt zu diesem Zeitbedeutet. Die Tagl¨ange betr¨ punkt 16 Stunden und 16 Minuten. Verbunden mit der sommerlichen Bahn der Sonne am Himmel ist allerdings auch, daß die Zeit guter astronomischer Beobachtung (Sonne 18◦ unter dem Horizont) bereits Anfang Juni auf Null zur¨ uckgeht. F¨ ur diesen Nachteil wird uns hoffentlich ein angenehmes Sommerwetter entsch¨ adigen. . .
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Die Sonne beginnt ihren Lauf im Sternbild Widder, wechselt dann am 14. Mai ins Sternbild Stier, wo sie bis zum 21. Juni zu finden sein wird, wenn sie dann wiederum in die Zwillinge wechselt. Hier wird sie noch bis Mitte Juli zu finden sein. Die Deklination der Sonne betr¨agt am 01. Mai oht sich auf 22◦ 01’, erreicht dann am 21. 15◦ 00’, erh¨ Juni ihr bereits erw¨ahntes Maximum und nimmt bis zum 01. Juli wieder leicht auf 23◦ 07’ ab. Am 06. Mai (19:17) beginnt die Sonnenrotation 1976, am 03. Juni (00:27) die Sonnenrotation 1977. Diese Vorschau w¨are allerdings unvollst¨ andig, wenn nicht ein weiteres Ereignis Nennung finden w¨ urde. Der Termin wird den Leser vielleicht nicht u ¨berraschen, denn der 21. Juni scheint wirklich ein Lieblingstag der Sonne zu sein und wurde in diesem Abschnitt bereits zwei Mal erw¨ahnt. Das drit-
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Astronomischer Kalender te Ereignis, das am 21. Juni stattfindet, ist zwar das weitaus spektakul¨arste unter allen dreien, allerdings leider auch das f¨ ur Darmstadt unbedeutendste. Sollten Sie sich jedoch an diesem Tag in Afrika (vorzugsweise in einem Bogen von Angola u ¨ber Sambia und Simbabwe bis nach Mosambik Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07.
Aufgang 06:04 05:42 05:24 05:19 05:23
Untergang 20:42 21:02 21:23 21:33 21:35
Tag 14:37 15:20 15:58 16:14 16:11
Nacht 09:23 08:40 08:02 07:46 07:49
und Madagaskar) aufhalten, so wird Ihnen die totale Sonnenfinsternis von 12:37 UT (Westk¨ uste Angola) bis 13:22 UT (Ostk¨ uste Mosambik) hoffentlich nicht durch eine Wolkendecke verdorben werden. (Madagaskar wird von 13:27 UT bis 13:29 UT kurz vom Kernschatten u ¨berstrichen.) D¨amm. Beginn 23:03 23:46 –:– –:– –:–
D¨ amm. Ende 03:45 03:00 –:– –:– –:–
Astron. Nachtl. 04:42 03:14 00:00 00:00 00:00
Tabelle 1: Allgemeine Daten Sonne
¨ asentieren wir Mond Zur besseren Ubersicht pr¨ die Monddaten diesmal in einer Tabelle. Datum 04.05. 08.05. 19.05. 21.05. 01.06. 04.06. 15.06. 17.06. 28.06.
Zeit 20:30 17:46 00:55 03:03 00:29 11:08 07:52 21:53 05:00
Ereignis Min. Libra. in Breite (−6,◦60067) Max. Libra. in L¨ ange (+5,◦16314) Max. Libra. in Breite (+6,◦75964) Min. Libra. in L¨ange (−5,◦41763) Min. Libra. in Breite (−6,◦72800) Max. Libra. in L¨ ange (+5,◦11479) Max. Libra. in Breite (+6,◦86582) Min. Libra. in L¨ange (−6,◦27313) Min. Libra. in Breite (−6,◦78603)
Datum 02.05. 07.05.
Zeit 05:40 16:21
Ereignis Perig¨ aum Vollmond
15.05. 15.05. 23.05. 27.05. 29.05. 06.06.
03:30 12:31 05:13 09:00 23:53 04:01
Apog¨ aum letztes Viertel Neumond Perig¨ aum erstes Viertel Vollmond
11.06. 14.06. 21.06. 23.06. 28.06.
21:40 05:49 14:04 19:20 05:04
Apog¨ aum letztes Viertel Neumond Perig¨ aum erstes Viertel
(369.420 km) (29◦ 08’ Transith¨ohe um 00:56) (404.144 km) (Aufgang 03:00) (368.033 km) (Unterg. 02:19) (18◦ 48’ Transith¨ohe um 01:20) (404.629 km) (Aufgang 02:12) (363.132 km) (Unterg. 01:39)
Tabelle 2a: Astronomische Daten Mond (Librationsextrema)
Tabelle 2b: Astronomische Daten Mond (Mondbahn und Phasen)
Merkur Wie die Sonne beginnt Merkur seine Bahn im Sternbild Steinbock, aber schon am 03. Mai wechselt der innerste Planet des Sonnensystems ins Sternbild Stier. Vom 05. Juni bis zum 12. ahrend einer Schleife eiJuni unternimmt er dann w¨ ne kurze Exkursion ins Sternbild Orion, um dann wieder in den Stier zur¨ uckzukehren und dort seine Schleife zu beenden. Danach wird es ihn Anfang Juli noch einmal kurz in den Orion ziehen, den er allerdings auf seiner Durchreise in die Zwillinge nur kurz am Rand streift.
das Minimum am 26. Juni gegen 08:11 bei 18◦ 35’ aufigkeit. w¨ahrend der R¨ uckl¨
Die angesprochene R¨ uckl¨ aufigkeit Merkurs beginnt am 04. Juni gegen 07:24 und dauert bis zum 28. Juni gegen 08:54; das Maximum der Deklination liegt am 20. Mai gegen 18:15 bei 25◦ 27’ vor und
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Am 22. Mai erreicht Merkur gegen 08:23 seine gr¨oßte ¨ostliche Elongation von 22,◦4. Am Abend dieses Tages gegen 22:12 Uhr, wenn die Sonne 8◦ unter dem Horizont steht, befindet sich Merkur noch in einer H¨ohe von etwas u ¨ber 8◦ und in einem Azimutalabstand von etwas u ¨ber 14◦ . Die Helligkeit von Merkur betr¨agt zu diesem Zeitpunkt −0,m6. Man sollte sich diesen Termin schon einmal f¨ ur eine Merkurbeobachtung vormerken und auf gutes Wetter hoffen. Am 16. Juni gegen 07:30 erreicht Merkur seine untere Konjunktion mit der Sonne; der Abstand zu ihr betr¨agt im Minimum 03◦ 32’06”.
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Astronomischer Kalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Venus Venus beginnt ihre Bahn in den Fischen. Am 09. Juni u ¨berquert sie die Grenze zum Sternbild Walfisch, wo es ihr allerdings nicht sonderlich zu gefallen scheint, denn bereits am n¨achsten Tag reist sie weiter ins Sternbild Steinbock. Offenbar gef¨ allt es ihr hier besser, denn ihr Aufenthalt dauert bis zum 28. Juni; zu diesem Zeitpunkt wechselt sie weiter ins Sternbild Stier, wo sie den gesamten Juli bleiben wird.
Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07.
Aufgang 04:42 04:14 03:42 03:19 02:57
Untergang 17:16 16:58 17:04 17:21 17:48
Venus erreicht am 08. Juni gegen 06:46 Uhr mit −45,◦8 ihren gr¨oßten Winkelabstand zur Sonne. Ebenfalls um diese Zeit erreicht der Planet seine gr¨ oßte scheinbare Helligkeit (−4,m3). Venus erscheint uns in den hier besprochenen zwei Monaten als Morgenstern. Ihre Phase nimmt st¨andig zu, was allerdings mit einem gr¨oßer werdenden Erdabstand und damit abnehmender Gr¨ oße einhergeht.
Helligkeit −3,m8 −4,m2 −4,m3 −4,m3 −4,m2
Phase 23 34 45 53 61
Gr¨ oße 41,”1 33,”2 26,”3 22,”4 19,”2
Elong. −37,◦1 −43,◦0 −45,◦6 −45,◦7 −44,◦4
Erdabst. 0,41 0,51 0,64 0,76 0,88
Tabelle 3: Astronomische Daten Venus
Mars Mars beginnt seinen Lauf am Himmel im Sch¨ utzen. Dort wird er am 11. Mai gegen 17:31 eine Phase der R¨ uckl¨aufigkeit beginnen, w¨ahrend der er in den Schlangentr¨ ager, aus dem er in den Sch¨ utzen uckkehrt und sogar fast (am 20. gewechselt war, zur¨ Juli, an dem er seine Bewegungsrichtung wieder umkehrt) den Skorpion ber¨ uhrt.
bar guten Daten, die noch durch den enormen Anstieg in der scheinbaren Helligkeit verst¨arkt werden, ubt (wie der geneigte Leser sicher noch aus der tr¨ letzten astronomischen Vorschau weiß) eine ¨außerst geringe Transith¨ohe des Planeten von unter 14◦ . Ein weiterer Grund, in der Zeit um den 21. Juni (weit) in den S¨ uden zu fahren. . .
Der rote Planet setzt seine Ann¨aherung an die Erde, u ¨ber die wir bereits berichteten, weiter fort und kommt uns bis zum 22. Juni gegen 01:00 auf 0,4502 AU nahe. Er erreicht dabei eine scheinbare Gr¨oße von 20,”8 und eine scheinbare Helligkeit von −2,m1. Ferner erreicht Mars am 13. Juni gegen 17:00 seine Oppositionsstellung zur Sonne. Doch diese schein-
Von den Beobachtungsdaten erkennt man ferner noch, daß aus dem ehemaligen Objekt der zweiten im Laufe der n¨achsten Monate immer mehr ein Objekt der ersten Nachth¨alfte wird. Wenn er denn u ¨berhaupt ein lohnendes Beobachtungsobjekt abgibt. . .
Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07.
Aufgang 00:46 23:55 22:43 21:34 20:12
Transit 04:42 16◦ 04’ 03:49 15◦ 20’ 02:31 14◦ 20’ 01:18 13◦ 40’ 23:48 13◦ 22’
Untergang 08:37 07:40 06:15 04:57 03:30
Helligkeit −1,m1 −1,m5 −1,m9 −2,m1 −2,m1
Phase 94 96 99 100 98
Gr¨ oße 14,”3 16,”6 19,”3 20,”6 20,”5
Elong. −132,◦3 −145,◦2 −163,◦8 −176,◦3 +158,◦0
Erdabst. 0,66 0,56 0,49 0,45 0,46
Tabelle 4: Astronomische Daten Mars
Jupiter bewegt sich auf geradliniger Jupiter Bahn aus dem Stier in die Zwillinge; die Grenze zwischen beiden Sternbildern wird am 13. Juli u ¨berschritten werden. Am 16. Juni gegen 20:00 erreicht Jupiter ein Maximum im Erdabstand von 6,1152 AU. Zwei Tage zuvor, am 14. Juni gegen 14:40, durchlief der Planet
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seine Konjunktionsstellung. Die Beobachtungszeiten Jupiters verschieben sich infolge seiner Konjunktion vom fr¨ uhen Abend auf den sp¨ aten Morgen, allerdings wird die Beobachtung durch die noch ung¨ unstigen D¨ ammerungszeiten erschwert.
Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2001
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Astronomischer Kalender Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07.
Aufgang 07:39 06:54 06:02 05:19 04:31
Untergang 23:34 22:54 22:07 21:27 20:41
Helligkeit −2,m0 −2,m0 −1,m9 −1,m9 −1,m9
Gr¨ oße 33,”3 32,”7 32,”3 32,”2 32,”3
Elong. +32,◦8 +22,◦4 +9,◦9 −0,◦4 −11,◦9
Erdabst. 5,90 6,01 6,09 6,11 6,10
Tabelle 5: Astronomische Daten Jupiter
Auch Saturn bewegt sich zur Zeit auf Saturn gerader Bahn durch den Stier. Er ¨ahnelt Jupiter noch in manch anderer Hinsicht: Saturn erreicht in den Monaten Mai und Juni auch seine Konjunktionsstellung (und zwar am 25. Mai gegen 14:40) Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07.
Aufgang 07:08 06:18 05:18 04:28 03:32
Untergang 22:23 21:37 20:42 19:56 19:03
Helligkeit 0,m9 0,m9 0,m9 0,m9 0,m9
und den maximalen Erdabstand (am 25. Mai gegen 17:40, 10,103 AU). F¨ ur die Beobachtungszeiten gilt ebenfalls das bereits f¨ ur Jupiter Gesagte; die Beobachtbarkeit ist ebenfalls in der n¨achsten Zeit stark eingeschr¨ankt. Gr¨oße 16,”5 16,”4 16,”4 16,”5 16,”6
Ringng. −24,◦8 −25,◦1 −25,◦4 −25,◦6 −25,◦9
Elong. +20,◦6 +9,◦0 −5,◦6 −17,◦0 −30,◦3
Erdabst. 10,03 10,09 10,10 10,05 9,95
Tabelle 6: Astronomische Daten Saturn
Uranus Wie in den Vormonaten befindet sich Uranus derzeit im Steinbock und bewegt sich gem¨achlich auf den Wassermann zu. Doch noch zuvor beginnt Uranus in der Nacht von 29. zum 30. Mai eine R¨ uckl¨ aufigkeitsperiode, die bis Ende Oktober dauern wird, und kehrt dabei wieder ins Innere des Steinbocks zur¨ uck. Seine h¨ ochste Deklination ◦ (von −13 55’52,”6) erreicht er dabei in den Morgenstunden des 26. Mai. Die Aufgangszeiten von Uranus verlagern sich in der n¨achsten Zeit langsam in Richtung erste Neptun Auch Neptun befindet sich derzeit im Steinbock. Der blaue Gasriese beginnt in der Nacht uckl¨ von 10. zum 11. Mai eine R¨ aufigkeitsperiode, die bis Mitte Oktober andauern wird. Seine maximale Deklination nimmt er dabei in der Nacht vom 09. zum 10. Mai mit −17◦ 55’18,”9 ein. Wie auch schon beim nicht weit entfernt stehenden Uranus bewegen sich die Beobachtungszeiten Neptuns auf die erste Nachth¨ alfte zu. Der scheinPluto Pluto bewegt sich zu Beginn des Mai r¨ uckl¨aufig im Sternbild Schlangentr¨ ager; die R¨ uckl¨aufigkeit wird er bis Ende August beibehalten. Am 04. Juni erreicht er gegen 14:00 seine Op-
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Nachth¨alfte. Die Helligkeit bleibt im Mai und Juni bei 5,m8, der scheinbare Durchmesser ist bis Mitte Juni bei 3,”3, danach 3,”4. Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07.
Aufg. 03:42 02:48 01:41 00:46 23:39
Unterg. 13:31 12:37 11:30 10:35 09:30
Elong. −76,◦2 −89,◦4 −105,◦7 −119,◦2 −134,◦7
Erdabst. 20,19 19,95 19,67 19,46 19,25
Tabelle 7: Astronomische Daten Uranus
bare Durchmesser ist konstant 2,”1, die Helligkeit bleibt bis Ende Juni bei 7,m9. Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07.
Aufg. 03:00 02:05 00:58 00:02 22:55
Unterg. 12:06 11:11 10:04 09:07 08:03
Elong. −91,◦9 −105,◦4 −121,◦8 −135,◦4 −151,◦0
Erdabst. 30,05 29,82 29,56 29,37 29,21
Tabelle 8: Astronomische Daten Neptun
positionsstellung. Viel a¨ndern kann allerdings auch diese Tatsache nicht an der nicht gerade blendenden scheinbaren Helligkeit, so daß man schon schweres Ger¨at auffahren muß, wenn man den mit Neptun
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Astronomischer Kalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . um den Platz des erdfernsten Planeten konkurrieuglich des renden Felsbrocken beobachten will. (Bez¨ Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06.
Aufgang 22:39 21:43 20:34 19:37
Transit 03:48 28◦ 17’ 02:52 28◦ 20’ 01:43 28◦ 23’ 00:47 28◦ 24’
Sonnenabstandes hat Pluto Neptun allerdings bereits seit Februar 1999 klar geschlagen. . . )
Untergang 08:53 07:57 06:48 05:52
Helligkeit 13,m8 13,m8 13,m8 13,m8
Gr¨ oße 0,”3 0,”3 0,”3 0,”3
Elong. −144,◦4 −157,◦1 −168,◦7 +165,◦2
Erdabst. 29,55 29,45 29,39 29,41
Tabelle 9: Astronomische Daten Pluto
alt Ver¨ anderliche Sterne Die Tabelle enth¨ anderliche Sterne betreffende ErAngaben u ¨ber ver¨ eignisse in den Monaten Mai und Juni. Datum 01.05. 22:20 03.05. 23:20 08.05. 00:00 08.05. 21:50
Ereignis Min Min Min Max
Stern β Lyr (Bedeckungsver.) Al Dra (Bedeckungsver.) δ Lib (Bedeckungsver.) η Aql (δ-Cephei-Stern)
Datum 09.05. 23:00 10.05. 21:30 14.05. 23:45 26.05. 23:45 04.06. 00:45 09.06. 00:30 13.06. 19:00 20.06. 23:15
Ereignis Min Max Min Max Min Min Max Max
Stern Al Dra (Bedeckungsver.) δ-Cephei δ Lib (Bedeckungsver.) δ-Cephei U Cep (Bedeckungsver.) U Cep (Bedeckungsver.) η Aql (δ-Cephei-Stern) η Aql (δ-Cephei-Stern)
Tabelle 10: Ver¨anderliche Sterne
Sternbedeckungen durch den Mond F¨ ur die Monate Mai und Juni finden sich leider nur drei Bedeckungen hellerer Sterne durch den Mond. uhren wir deshalb hier BedeckunAusnahmsweise f¨ gen bis zu einer Grenzmagnitude von 7,m1 auf. Die ur Darmstadt (E BedeckungsZeiten gelten lokal f¨ beginn, A Bedeckungsende).
Zeitpunkt 11.05. 04:48:28A 25.05. 22:52:47E 02.06. 01:05:39E 10.06. 03:16:08A 29.06. 23:42:39E
Stern 11 Sgr BD+22◦ 1456 BD−3◦ 3462 BD−22◦ 5442 BD−7◦ 3748
Helligk. 4,m98 7,m00 7,m10 6,m20 6,m70
Phase 0, 87− 0, 10+ 0, 82+ 0, 85− 0, 69+
Tabelle 11: Sternbedeckungen durch den Mond
Meteorstr¨ ome Auch die Meteorstr¨ome lassen uns in den kommenden beiden Monaten im Stich. Nur zwei von ihnen sind hier zu nennen; es sind zum einen die η-Aquariden, die bereits seit dem 19. April und noch bis zum 28. Mai zu sehen sind und ihr Maximum am 05. Mai haben, und die Sagittariden mit einem Beobachtbarkeitszeitraum vom 15.
April bis zum 15. Juli mit einem Maximum am 20. Mai. Die Sagittariden sind mit einer ZHR von 5 nicht besonders aufsehenerregend, die η-Aquariden scheinen uns daf¨ ur aber mit einer ZHR von 60 (die vierth¨ochste in diesem Jahr zu erwartende) entsch¨adigen zu wollen.
Der Sternenhimmel Die Graphik zeigt den Sternenhimmel, wie wir ihn am ersten Juni gegen Mitternacht sehen werden. Im Norden erkennt man Cassiopeia, Perseus mit dem Stern Mirfak und den Fuhrmann mit Capella. Andromeda ist im Aufgeur eine Beobachtung mit hen begriffen, M31 aber f¨ knapp 7◦ noch nicht hoch genug. Weiter in Richtung Osten erkennt man u ¨ber dem Horizont Pegasus, und noch ein wenig weiter sieht man mit den Sternbildern Schwan, Leier und Adler das Som-
merdreieck, bestehend aus den Sternen Deneb, Veussen uns noch bis Mitte Juga und Altair; wir m¨ ahe seli gedulden, bis wir Vega wieder in Zenitn¨ hen k¨onnen. Weiter im S¨ uden erkennt man bereits den Skorpion mit Antares und (noch etwas tiefer) den Sch¨ utzen, was vor allem bei den Deep-SkyurfFreunden eine gewisse Vorfreude verursachen d¨ te. Im S¨ udwesten sind Rabe und Becher am Untergehen, und im Nordwesten ergeht es den Zwilligen mit Castor und Pollux nicht anders.
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kosmologie
Inflationstheorie, Teil I oder die Frage nach dem Ursprung der Struktur des Universums von Yasmin A. Walter Einleitung Die Frage, ob das Universum einen Anfang hatte oder nicht, ist keineswegs eine einfache Frage. Wenn Sie einem Wissenschaftler eine nicht ganz einfache Frage stellen, wird er Ihnen niemals nur eine Antwort geben, sondern eine Vielzahl von Antworten. Versucht man, die Frage nach dem Anfang des Universums trotzdem zu beantworten, so lautet die Antwort ganz allgemein: ja“, das Universum hat” te einen Anfang. Diesen Anfang bezeichnen wir im allgemeinen mit Urknall (engl. big bang). Wahrscheinlich glauben rund 99,9% aller Kosmologen, daß sich das Universum aus einem heißen, dichten Zustand entwickelt hat. Die Theorie des heißen Anfangs wird durch die beobachtete Expansion des Universums, die chemische H¨ aufigkeit der leichten Elemente und die Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung [1] unterst¨ utzt. Daher glaubt die Mehrzahl aller Wissenschaftler, daß das uns bekannte Universum mit einem Urknall vor rund 11– 16 Milliarden Jahren begann [2].
schen Elemente, die wir beobachten, w¨ahrend der ersten 200 Sekunden nach dem Urknall synthetisiert wurden. Außerdem scheint sie relativ gut zu beschreiben, wie die Materie im Universum Sterne, Galaxien und Galaxienhaufen bildete. Jedoch existiert eine Schl¨ usselfrage, die das Standardmodell des Urknalls nicht diskutiert: sie erkl¨art nicht, was eigentlich genau knallte“, weshalb es ” knallte“ oder was geschah, bevor es knallte“. Au” ” ßer ihrem Namen beschreibt die Urknalltheorie eigentlich alles andere als den Urknall selbst. Eigentlich ist sie die mathematische Theorie des Nach” knalls“, der dem Urknall folgte. Insbesondere beantwortet die Urknalltheorie nicht die Frage, was die Expansion des Universums verursachte; vielmehr ist die Expansion des Universums eingebettet in die zahlreichen Gleichungen dieser Theorie, in denen stets Annahmen u ¨ber den urspr¨ unglichen Zustand gemacht werden, den Zustand, an dem die Theorie mit ihrer Beschreibung beginnt.
Betrachtet man die Frage nach dem Anfang des Universums jedoch genauer, so ist es zwar richtig, daß die Kosmologen von der Urknalltheorie u ¨berzeugt sind, jedoch benutzen sie dabei eine sehr genau definierte und eingeschr¨ankte Interpretation des Begriffs Urknall“. Wird der Begriff Ur” ” knall“ von den Wissenschaftlern benutzt, so bezieht er sich lediglich auf die Expansion des Universums aus einem urspr¨ unglich dichten und heißen Zustand. Doch macht der Begriff keinerlei Aussagen dar¨ uber, ob das Universum wirklich mit diesem Zustand begann oder ob es etwas gab, das vor dem Urknall stattfand. ¨ Uber das Standardmodell des Urknalls hinaus existieren eine Reihe von Modellen der kosmischen Inflation[3]. Die Theorie der Inflation gibt leider keine klare Antwort auf die Frage, ob das Universum einen Anfang hatte, jedoch liefert sie eine M¨ oglichkeit, diese Frage zu diskutieren.
Die Standard-Urknalltheorie sagt ebenfalls nichts dar¨ uber aus, woher die Materie des Universums eigentlich kommt. In der Standard-Urknalltheorie war die Materie, die wir heutzutage beobachten, uhen schon da, einfach da. Die Materie war zu fr¨ Zeitpunkten lediglich stark komprimiert und befand sich in einer Form, die sich von ihrer heutigen stark unterscheidet. Die Theorie beschreibt, wie sich die Materie von der einen in die andere Form entwickelte als sich das Universum entwickelte, jedoch besch¨aftigt sich die Theorie nicht mit der Frage u ¨ber den Ursprung der Materie.
Das Standardmodell des Urknalls ist eine bedeutende wissenschaftliche Theorie. Sie beschreibt, wie das Universum zu fr¨ uhen Zeitpunkten expandierte und aus einem urspr¨ unglich sehr heißen Zustand abk¨ uhlte. Sie beschreibt, wie die leichten chemi-
Wie funktioniert die Inflation? Die Schl¨ usselidee und die ihr zugrunde liegende Physik, die die Inflation erm¨oglichen, ist die Tatsache, daß die meisten modernen Elementarteilchentheorien vorhersagen, daß ein Materiezustand
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Obwohl die Inflationstheorie nicht soweit geht, den eigentlichen Ursprung des Universums zu beschreiben, liefert sie jedoch eine Theorie des Urknalls: eine Theorie dessen, was das Universum in Expansion versetzt hat und gleichzeitig alle Materie lieferte, die wir heutzutage im Universum beobachten.
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Kosmologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . existieren sollte, der die Umkehr der Gravitation bewirkt, und eine gravitative Abstoßung erzeugt. Dieser Zustand wird bei Energien erreicht, die wir ufen gegenw¨artig experimentell leider nicht nachpr¨ k¨onnen, jedoch sind die theoretischen Argumente ur die Existenz dieses Zustandes u f¨ ¨berzeugend. Dabei handelt es sich nicht um die Vorhersage einer bestimmten Theorie, sondern der einer Klasse von von plausiblen Theorien. Gravitation muß nicht immer anziehend wirken! [Anmerkung: Die M¨oglichkeit der abstoßenden Gravitation stammt aus der Tatsache, daß nach Einsteins Allgemeiner Relativit¨ atstheorie Gravitationsfelder nicht nur durch Energie oder Masse(dichten) erzeugt werden, sondern auch durch Drucke. Die Richtung des Gravitationsfeldes, das durch den Druck erzeugt wird, bestimmt sich zun¨achst aus unserer Erfahrung: ein positiver Druck erzeugt ein anziehendes Gravitationsfeld. Jedoch kann ein besonderer Materiezustand einen negativen Druck erzeugen. Tats¨achlich ist es ein sehr großer negativer Druck, der ein abstoßendes Gravitationsfeld erzeugt, das st¨arker ist als das anziehende Gravitationsfeld der Materiedichte. Das Resultat ist eine Netto-Abstoßung, die treibende Kraft der Inflation.] Die gravitative Abstoßung, die durch diesen besonderen Zustand erzeugt wird, ist das Geheimnis der Inflation. Inflation ist die Vorhersage, daß das fr¨ uhe Universum zumindest ein kleines Gebiet enthielt, das mit diesem besonderen abstoßend wirkendem Material gef¨ ullt war. Es existieren zahlreiche Theorien dar¨ uber, wie dies geschehen sein k¨onnte; einige basieren auf chaotischen Anfangsbedingungen bei der Erzeugung des Universums durch ein Quantentunnelereignis. Wie auch immer man u ¨ber diese Idee denkt, sollte man sich jedoch vergegenw¨artigen, daß die Wahrscheinlichkeit, ein Gebiet im Universum zu finden, das mit dem abstoßend wirkenden Material gef¨ ullt ist, nicht besonders groß sein muß. Sie soll nur nicht gleich Null sein. Die weiteren Vorhersagen h¨ angen nicht davon ab, wie sich dieses Gebiet gebildet hat. Existiert dieses kleine Gebiet, wirkt die Inflation und erzeugt ein Universum, das so ziemlich dem entspricht, in dem wir heute leben. [Anmerkung: Der Name besonders abstoßend wir” kender Zustand“ bezieht sich eigentlich auf ein Va-
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kuum mit einer endlichen Energiedichte, man nennt diesen Zustand auch falsches Vakuum’. Es scheint ” zwar merkw¨ urdig, die Begriffe Vakuum“ und Ma” ” terial“ in einen Atemzug f¨ ur dieses Ph¨anomen zu gebrauchen, jedoch sollte man bedenken, daß es sich um einen merkw¨ urdigen und seltsamen Zustand handelt, der nicht allt¨aglich ist. Dabei wird der Begriff Vakuum“ gebraucht, um den Zustand ” von der der normalen Materie abzugrenzen, und der Begriff Material“, um ihn von dem gew¨ohnlichen ” Vakuumzustand zu unterscheiden.] Das kleine Gebiet kann sehr klein sein. Es muß nur rund ein Milliardstel mal so groß sein wie ein Proton (positiv geladenes Elementarteilchen). Existiert dieses kleine Gebiet, so beginnt es rasch, aufgrund seiner eigenen gravitativen Abstoßung zu expandieren. Diese Expansion verl¨auft exponentiell, d.h. es verdoppelt seine Gr¨oße alle rund 10− 37 Sekunden. Alle 10−37 Sekunden verdoppelt sich die Gr¨ oße dieses kleinen Gebietes. Der Erfolg der Beschreibung stellt sich bereits nach einigen Hundert Verdopplungen ein. Im Laufe der Vergr¨ oßerung w¨achst das so kleine Raumgebiet auf die Gr¨ oße einer Murmel. Das kleine Gebiet abstoßend wirkenden Materials expandiert so um einen riesigen Faktor. Expandiert ein normales Raumgebiet, so sinkt bei der Expansion seine Dichte. Unser kleines abstoßend wirkendes Gebiet jedoch verh¨alt sich v¨ollig anders. Seine Dichte bleibt bei seiner Expansion konstant. Das bedeutet, daß die Gesamtmasse, die sich in diesem unglich kleinen Gebiet befand, w¨ahrend der urspr¨ Inflation kolossal vergr¨oßert hat. Auf den ersten Blick erscheint dieser Massenzuurdig und scheint das Prinzip der wachs merkw¨ Energieerhaltung zu verletzen. Masse und Energie sind ¨ aquivalent. Dieses Prinzip entstammt der Relativit¨atstheorie. Die Energie der Masse innerhalb des kleinen Raumgebietes ist bei der Inflation ebenfalls kolossal angewachsen. Dies ist m¨ oglich, da die Energieerhaltung folgendes aussagt: Die Ener¨ gie bleibt stets erhalten. Ublicherweise denken wir jedoch bei Energien an positive Energien. Wenn dies richtig ist, dann kann die riesige Energie des Universums nicht einfach gebildet worden sein, sondern das Universum muß bereits mit dieser riesigen Menge Energie begonnen haben. Doch: Energien sind nicht immer positiv! Insbesondere ist die Energie des Gravitationsfeldes negativ! Diese Aussage ist in der Newtonschen wie auch in der Einstein-
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kosmologie Theorie der Gravitation richtig. W¨ahrend der Inflation bleibt die Gesamtenergie erhalten. Durch die Expansion des kleinen Raumgebietes (bei gleichbleibender Dichte) entsteht immer mehr positive Energie (oder Masse), die durch die immer mehr werdende negative Energie kompensiert wird, die im Gravitationsfeld, das das Raumgebiet erf¨ ullt, erscheint. Die Gesamtenergie ist konstant und bleibt sehr klein, denn der Beitrag der negativen Energie der Gravitation wird durch die enorme positive Energie der Materie kompensiert. Die Gesamtenergie k¨onnte sogar Null sein. Um die Theorie erfolgreich zu machen, muß ein Mechanismus existieren, der die Periode der Inflation, die Periode beschleunigter Expansion, beendet, daß das Universum gegenw¨ artig zumindest nicht in diesem Maße expandiert. Die Inflation endet, da das gravitativ abstoßend wirkende Materiatzlich instabil ist. Es kann nicht f¨ ur imal grunds¨ mer existieren, sondern zerf¨allt sozusagen wie radioaktives Material. So wie radioaktive Zerf¨alle in der Wirklichkeit zerf¨ allt das gravitativ abstoßend wirkende Material ebenfalls exponentiell. Der Zerfall wird durch eine Halbwertszeit charakterisiert. W¨ ahrend jeder Periode einer Halbwertszeit zerf¨ allt a fte des gravitativ abstoßend wirkenrund die H¨ den Materials zu gew¨ ohnlichem gravitativ anziehend wirkendem Material. W¨ahrend des Zerfallsprozesses wird Energie frei, die aus dem gravitativ abstoßend wirkenden Material selbst stammt. Diese Energie entwickelt sich
zu einer heißen Suppe gew¨ohnlicher Elementarteilunglich lechen. Dabei erzeugt der Zerfall urspr¨ diglich eine geringe Anzahl von hochenergetischen Teilchen, jedoch beginnen diese Teilchen Streuprozesse (Wechselwirkung) mit anderen Teilchen. M¨oglicherweise wird dadurch die Energie der heißen Teilchen thermalisiert; das bedeutet ein Gleichgewichtszustand der heißen Teilchen, einer heißen primordialen Suppe, die exakt den Anfangsbedingungen entspricht, die die Standard-Urknalltheorie benutzt. Die Inflationstheorie ist sozusagen ein Zusatz zur Standard-Urknalltheorie. Die Inflation bereitet den Beginn, auf dem die Standard-Urknalltheorie sp¨ater aufbaut. Fortsetzung folgt. . . In der n¨achsten Ausgabe der Mitteilungen lesen Sie sechs Gr¨ unde, wieso die Standard-Urknalltheorie heutzutage eben Standard geworden ist, und k¨onnen der Frage nachgehen, ob das Universum f¨ ur immer expandieren wird. Quellen: [1] Vortrag Ein Boomerang kehrt zur¨ uck – Neues ” u uhe Universum“, 10.03.2001, Yasmin ¨ber das fr¨ A. Walter [2] Weinberg, S., Die ersten drei Minuten [3] Guth, A.H., Phys. Rev. D 23, 347 (1981) [4] Guth, A.H., MIT-CTP-3007, astro-ph/0101507, January 29, 2001, Proceedings of The New York Academy Science Press, 2001
Einladung zur Mitgliederversammlung (Jahreshauptversammlung) Die Mitgliederversammlung der Volkssternwarte Darmstadt e.V. findet statt am Samstag, den 19. Mai 2001 um 20:00 Uhr Die vorgesehene Tagesordnung ist: uhrung 1. Er¨offnung, Verlesen der Tagesordnung, Bestimmung der Protokollf¨ 2. Berichte u ¨ber das Jahr 2000 durch die Vorsitzenden und die Gruppenleiter 3. Kassenbericht 4. Kassenpr¨ ufungsbericht ufers 5. Neuwahl eines Kassenpr¨ 6. Best¨atigung des Jugendwarts 7. Antr¨age 8. Verschiedenes Antr¨age zur Tagesordnung bitten wir der Gesch¨aftsstelle (Anschrift s. Umschlagr¨ uckseite) schriftlich bis sp¨atestens 7 Tage vor dem Termin der Mitgliederversammlung zukommen zu lassen. Die Mitgliederversammlung ist auf jeden Fall und ohne R¨ ucksicht auf die Zahl der anwesenden Mitglieder beschlussf¨ahig.
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Sterne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Das merkwu ¨ rdige Verhalten der Supernova 1054 Ein Jahrtausendereignis hu atsel ¨ llt sich noch immer in R¨ von Yasmin A. Walter ¨ angerstern Der Crab-Nebel (M 1) ist der Uberrest der Supernova aus dem Jahre 1054 (SN 1054). Der Vorg¨ der Supernova war wahrscheinlich ein Stern von 8–10 Sonnenmassen, jedenfalls wenn man theoretischen Sternentwicklungsmodellen Glauben schenkt. Jedoch widersprechen antike Beobachtungen der SN 1054 dem aten Zeitpunkten durch radioaktiven sog. Standard-Szenario, in dem die Abstrahlung einer Supernova zu sp¨ Zerfall des Elementes Nickel 56 (Ni56 ) gesteuert wird. Allerdings entspricht die Menge an Ni56 , die ben¨ otigt aren, nicht den beobachteten H¨ aufigkeiten wird, um die Beobachtung der Lichtabgabe der Supernova zu erkl¨ der chemischen Elemente im Rest der Supernova (Supernovarest, SNR). Einer Vermutung zufolge war zu ur das Leuchten der SN 1054 diesem Zeitpunkt bereits der Pulsar, der Reststern des sterbenden Sternes, f¨ verantwortlich; dies w¨ are eine f¨ ur Supernovae un¨ ur diese Phase ihrer Entwicklung. ubliche Energiequelle f¨ Einleitung Der Crab-Nebel geh¨ ort zu den am besten untersuchten astronomischen Objekten. Jedoch sind zahlreiche Fragen zu dem Vorg¨ angerstern dieser Supernova wie auch Aspekte der Implosion des Sternes noch immer unklar. Aus antiken Beobachtungen von chinesischen und japanischen Astronomen wissen wir, daß die Supernova w¨ahrend 23 Tagen am Taghimmel (!) und rund 650 Tage lang nachts zu beobachten war. Allgemein wird angenommen, daß es sich bei der SN 1054 um eine im Kern des Sternes kollabierende Supernova handelt. Die Annahme, daß es sich dabei um eine Supernova vom Typ Ia (SNIa) handelt, widerspricht allerdings den massereichen Filamenten und dem hohen Wasserstoffgehalt des Supernovarestes. Jedoch ist auch die Vermutung, die SN 1054 sei eine Supernova vom Typ II (SNII), nicht unproblematisch. Die Filamente des Crab-Nebels enthalten rund 4,6±1,8 Sonnenmassen Materie und expandieren mit einer Geschwindigkeit von rund 1.400 km/s. Dies entspricht einer kinetischen Energie von rund 1056 erg, rund zehn mal weniger als der Richtwert f¨ ur derartige Ereignisse. Die antiken Beobachtungen der SN 1054 weisen auf ein leuchtstarkes Ereignis, daher nimmt man an, daß die fehlende Masse und Energie des CrabNebels in einer bisher unbeobachteten ¨außeren Schale des SNR steckt. Tats¨ achlich zeigen Beobachtungen mit dem Hubble Space Teleskop (HST) Material außerhalb der visuell sichtbaren Filamente. Sternentwicklungsmodelle errechnen einen Vorg¨angerstern der Supernova von 8–10 Sonnen-
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massen. Dabei sollte die Masse des Sternes wenigstens 8 Sonnenmassen betragen, um den beobachteten zentralen Neutronenstern zu erkl¨aren, und ¨ weniger als 10 Sonnenmassen, um in Ubereinstimmung mit den beobachteten chemischen H¨aufigkeiten der Elemente zu bleiben. Jedoch schleudert ein Stern mit urspr¨ unglich 8–10 Sonnenmassen am Ende seiner Entwicklung nur wenige schwere Elemente aus, insbesondere nur geringe Mengen des radioaktiven Ni56 , welches einen Beitrag zur sp¨aten Zeitpunkten der Supernova liefert. Die Lichtkurve der SN 1054 Lichtkurven von Supernovae werden zu fr¨ uhen Zeitpunkten durch die Implosionsenergie des Sternes bestimmt. Die Vielzahl der beobachteten Lichtkurven von SNII h¨angt u.a. vom Radius des Vorg¨ angersternes, seiner Masse und Zusammensetzung sowie der Implosionsenergie selbst ab. Zu sp¨ aten Phasen, d.h. Zeitpunkten sp¨ ater als rund 150 Tagen nach der Implosion, wird der Lichtverlauf der Supernova meist durch den radioaktiven Zerfall von Co56 in Fe56 bestimmt. Dagegen erfolgt der sp¨ate Verlauf der Lichtkurve dieses Supernovatyps recht einheitlich. Dabei handelt es sich bei dem Co56 um das Zerfallsprodukt von Ni56 , das in der Supernova entsteht. In den meisten F¨ allen kann die Lichtkurve sogar dazu benutzt werden, um den Gehalt an Ni56 im SNR zu bestimmen. Die radioaktive Energie aus dem Zerfall von Co56 wird als Gammastrahlung und Positronen (e+ ) frei. ate Lichtkurve der SN 1054 Die sp¨ Modellrechnungen des Vorg¨angersternes der SN 1054 weisen auf eine Sternmasse von 8–10 Sonnenmassen und einen Nickelausstoß von weniger als
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sterne 0,002 Sonnenmassen. Das Ni56 zerfiel anschließend wahrscheinlich zu Fe56 . Daher sollte die gemessene H¨aufigkeit von Fe56 einen Hinweis auf die ausgeschleuderte Masse von Nickel ergeben. Allerdings ergeben Beobachtungen der chemischen H¨ aufigkeiaufigkeit der ten der SN 1054 eine eher solare H¨ chemischen Elemente. Die ausgeschleuderte Masse in den Filamenten des SNR von rund 4,6 Sonnenmassen entspr¨ache einer Eisen-Masse von 0,006 ¨ Sonnenmassen. Dieses Ergebnis ist in guter Ubereinstimmung mit einer geringen Nickel-Masse. Allerdings widersprechen diese Ergebnisse dem Beobachtungsbefund, die SN 1054 w¨are rund 650 Tage nach der Implosion des Sternes beobachtbar gewesen. Ein derartig geringer Nickelgehalt kann lediglich eine Abstrahlung der SN 1054 bis zu 500 Tagen erkl¨ aren. Um die beobachtete Helligkeit der SN 1054 zu erreichen, w¨ aren rund 0,05 Sonnenmas56 sen Ni erforderlich gewesen. Bei einem (vereinfachten) rechnerischen Vergleich der SN 1054 mit der Supernova 1987A (SN 1987A) in der Großen Magellhanschen Wolke (LMC) ergibt sich, daß 0,006 Sonnenmassen Ni56 keinesfalls eine lange Beobachtungszeit der SN 1054 von 650 Tagen erm¨oglichen. Erst ein Modell mit 0,07 Sonnenmassen Ni56 (¨ahnlich der SN1987A) erreicht etwa eine visuelle Helligkeit von 5,m5 nach 650 Tagen. Das bedeutet, die Supernova w¨ are zu diesem Zeitpunkt noch mit bloßem Auge beobachtbar gewesen. Nur ein Ni56 -Gehalt von mindestens 0,06±0,03 Sonnenmassen kann also die lange Beobachtungsdauer der SN 1054 erkl¨aren. Dabei sollen die antiken chinesischen Beobachtungen keinesfalls angezweifelt werden; im Gegenteil, indirekte Quellen lassen sogar auf eine noch l¨ angere Sichtbarkeitsdauer der SN 1054 schließen und vergr¨oßern das Paradoxon der langen Sichtbarkeit. L¨ osung des Paradoxons? Die mittlerweile unsicheren Modelle einer z.B. Kernimplosion f¨ ur Supernovae k¨ onnen keine zuverl¨assigen Aussagen machen, ob die SN 1054 nicht doch 0,06 Sonnenmassen Ni56 ausgeschleudert hat. Die im Crab-Nebel gemessene H¨ aufigkeit von Eisen entspricht etwa der der Sonne. Der Gehalt an ateNi56 f¨ ur die Erkl¨ arung der Lichtkurve zu sp¨ ren Zeitpunkten von rund 0,06 Sonnenmassen Ni56 entspr¨ ache jedoch einer Eisenh¨ aufigkeit im CrabNebel, die etwa 9(±4) mal h¨ oher ist als die beobach-
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tete H¨aufigkeit. Andere Erkl¨arungen, die die Anweucksichtisenheit von Staub und Radioaktivit¨at ber¨ gen, k¨onnen das Paradoxon ebenfalls nicht kl¨ aren. Kann der Pulsar ausreichend Energie liefern, die Supernovahelligkeit zu sp¨ aten aren? Beobachtungszeitpunkten zu erkl¨ Der Pulsar der SN 1054 ist f¨ ur das gegenw¨ artige Leuchten des Crab-Nebels verantwortlich. Ein Pulsar kann auf unterschiedliche Art und Weise zur optischen Helligkeit einer Supernova beitragen. So kann z.B. Akkretion, d.h. das Aufsammeln von Materie, des Pulsars durch eine Akkretionsscheibe eine wesentliche h¨ ohere visuelle Leuchtkraft der Supernova erreichen. Allerdings w¨are dieser Effekt w¨ahrend der ersten Monate nach der Supernova-Implosion nicht bemerkbar. Details dieses L¨osungsansatzes sind gegenw¨artig noch nicht bekannt. Falls der Pulsar wirklich f¨ ur das sp¨ate Leuchten urde dies die are, w¨ der SN 1054 verantwortlich w¨ SN 1054 zu einem Einzelfall machen. Zusammenfassung Die SN 1054, d.h. die Bildung des Crab-Nebels und des Crab-Nebel-Pulsars, ist ein typisches Beispiel ur eine 8–10 Sonnenmassen Supernova. Derartif¨ ge Supernovae schleudern u ¨blicherweise nur geringe 56 Mengen an Ni aus. Aus diesem Grund kann die Helligkeit der SN 1054 zu sp¨ aten Beobachtungszeitpunkten nicht durch ihren gemessenen Ni56 -Gehalt erkl¨ ur ben¨otigte Ni56 -Gehalt art werden. Der hierf¨ von rund 0,06 Sonnenmassen Ni56 u ¨bersteigt bei weitem die chemische H¨aufigkeit dieses Elementes im Crab-Nebel. osung zur Erkl¨arung der sp¨aten Eine alternative L¨ Helligkeit k¨onnte der Pulsar der SN 1054 sein. Alonnte der Vorg¨angerstern der SN 1054 lerdings k¨ auch dichten Wind und die Supernova durch zirkumstellare Wechselwirkungen gepr¨agt worden sein, die die Helligkeit teilweise erkl¨aren k¨onnten. Beobachtungsbefunde hierf¨ ur existieren jedoch nicht. Quellen: [1] Soltermann, J., et al., Why did SN 1054 shine at late times?, AA Dec 15, 2000
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