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Astronomie in der Stadt und Bücher über Astronomie 

 Astronomiekurs für Anfänger Stuttgart

Hier fängt Ihr kostenloser Kurs für Astronomie an. Lernen Sie etwas über Sonnenzeit und Sternzeit, Zeitzonen, Sterne, den Mond, Planeten, Finsternisse, Wie stehen Planeten zueinander? Wie bewegt sich der Mond über den Himmel.  Schwarze Löcher, Neutronensterne, die Eigenbewegung der Sterne, Meteoriten, Mikrometeoriten. 

 Sonne und Mond gehen im Osten auf - Tag- und Nachtgleiche

Die Sonne geht zu Frühlingsbeginn am 21. März im Osten auf und am Abend im Westen unter. An diesen Tagen haben wir Tag- und Nachtgleiche. Die Sonne geht um 6 Uhr auf und um 18 Uhr unter. Zu Herbstanfang passiert dasselbe. Im Winter geht die Sonne morgens im Südosten auf, im Südwesten unter und im Sommer geht sie im Nordosten auf und im Nordwesten unter. Die Sonne geht jeden Tag in einem anderen Tagbogen über den Himmel.

 Der Mond und seine Masse und sein Alter

Der Mond umrundet seit über 4 Milliarden Jahre unsere Erde. Mit seinen 3476 Kilometern Durchmesser ist er mehr als ein Viertel größer als die Erde. Sein Volumen entspricht 1/50 des Erdvolumens. Seine Masse nur 1/81 der Erdmasse. Was auf eine geringere Dichte des Mondes schließen lässt.

Aufgangspunkt des Mondes 

Haben Sie schon einmal gesehen, dass der Vollmond sich genau dann über den Horizont erhebt, wenn die  Sonne auf der anderen Seite untergeht? Das ist ganz einfach: Bei Vollmond wird der gesamte Mond von der Sonne angestrahlt. Er steht 180 Grad von der Sonne entfernt. Im Ersten Viertel steht der Mond der Sonne in einem Winkel von 90 Grad gegenüber. Im Letzten Viertel sind es 270 Grad Winkelabstand und der Mond läuft mit der Sonne über den Taghimmel. Die schmale Sichel des abnehmenden Mondes ist dann am Morgen, wenn es noch dunkel ist, im Osten zu sehen. Die Sichel wendet sich dem Osten zu, wo die bald aufgehende Sonne steht. 

Am Abend nach Neumond steht die ganz schmale Mondsichel  im Westen. 






Die schmale Sichel ist am Abend im Westen sichtbar. Der Mond rückt immer einen Tag nach Osten vor. Nach einer Woche sehen wir gegen Abend den hellen Halbmond im Süden am Himmel.  

Nach Vollmond geht der Mond immer später auf, bis er dann im Letzten Viertel erst nach 24 Uhr über den Horizont kommt. Er kann dann am Morgen gesehen werden, auch wenn die Sonne schon aufgegangen ist. Die Sichel zeigt zu Sonne hin, die westlich des Mondes untergeht. Im ersten Viertel steht der Mond am Abend hoch im Süden.
Zu Vollmond geht der Mond im Osten auf, wenn die Sonne genau auf der gegenüberliegenden Seite im Westen untergeht.
Nach Vollmond geht der Mond immer später auf. Im Letzten Viertel steigt der Mond erst nach Mitternacht über den Horizont. Wir sehen den Mond am nächsten Tag schon am Mittag am Taghimmel.

Was sieht man auf dem Mond - ein Gesicht oder einen Hasen?

Manche sehen ein Gesicht, andere erkennen an den dunklen Mare einen Hasen, wenn sie auf den Vollmond schauen.

Unterschiedliche Höhe des Mondes im Sommer und Winter

Sommers beschreibt der Mond den Bogen, den die Sonne im Winter am Taghimmel geht und umgekehrt. Im Winter steht der Mond höher als im Sommer.

Wie lange braucht der Mond für eine Umrundung der Erde

Für eine Umrundung des Mondes um die  Erde vergehen 27,3 Tage. Man nennt diese Zeit den siderischen Monat (von Stern zu Stern). 

Von Vollmond zu Vollmond - Synodischer Monat

Synode bedeutet Zusammenkunft. Von Vollmond zu Vollmond vergehen 29.5 Tage.  Das ist der synodische Monat.  Da die Erde schon weiter auf ihrer Bahn um die Sonne gelaufen ist, dauert es noch zwei Tage, bis wieder Vollmond ist. Wenn der Mond wieder im selben Stern in der Ekliptik steht, so ist die Sonne um ca. 27 Grad ostwärts gelaufen. Da der Mond am Tag ca.  13 Grad am Himmel zurücklegt, dauert es noch 2 Tage länger bis wieder Vollmond oder Neumond ist. Unser Kalender richtet sich nach dem synodischen Monat.

Sonne, Mond und Planeten laufen durch den Tierkreis

Der Mond läuft in einem Monat durch den Tierkreis, durch die Tierkreissternbilder.  So wie die Sonne im Jahreslauf jeden Monat das Sternbild des Tierkreises wechselt. Man nennt ihn auch Zodiak oder Ekliptik.   Der Tierkreis besteht aus 12 Tierkreiszeichen. Jeden Monat steht die Sonne in einem anderen Sternbild.  Die Tierkreiszeichen der Astrologie und die, in der die Sonne steht, stehen stimmen nicht mehr überein. Auch der Frühlingspunkt, der  Widderpunkt genannt wird, steht nicht mehr im Widder.  Das wird weiter unten genauer erklärt, warum das so ist. Der Mond und die Planeten entfernen sich nie weiter als 5 Grad von der Ekliptik. 

Wie weit läuft der Mond an einem Tag

 Der Mond läuft an einem Tag um 13 Grad  am Himmel weiter (von West nach Ost läuft er durch die Sternbilder). An zwei Tagen kommt er 26 Grad weiter. Jedes Sternbild steht etwa 30 Grad von dem nächsten Sternbild entfernt. Nach etwa zwei Tagen steht der Mond in einem anderen Sternbild. Der Tierkreis besteht aus zwölf Sternbildern: 360 Grad durch 12 Sternbilder ergibt 30 Grad pro Sternbild.  

Die Mondknoten

Die Knoten der Mondbahn sind die Schnittpunkte zwischen der Bahn des Mondes und der Ekliptik. An diesen Knoten überschreit er die Ekliptik vom südlichen Teil zum nördlichen.  Somit gibt einen absteigenden Knoten und einen aufsteigenden, je nach dem ob der Mond die Ekliptik von Süden nach Norden überschreitet oder umgekehrt. 

 Die Knoten der Sonnenbahn sind der Frühlingspunkt und der Herbstpunkt

Die Sonnenbahn hat auch Knoten. Man nennt diese Knoten den Frühlingspunkt und den Herbstpunkt. Am Frühlingsanfang am 21. März auf der Nordhalbkugel überschreitet die Sonne den Frühlingspunkt und am 21. September den Herbstpunkt. An diesen Knoten, den Schnittpunkten zwischen der Ekliptik und dem Himmelsäquator steigt die Sonne zu Frühlingsbeginn über den Himmelsäquator in nördliche Richtung und am 21. September wieder nach Süden hinab. Wir können uns die Bahnen an den Himmel projiziert vorstellen. 

Schraubenbewegung des Mondes am Himmel - Große Mondwende, Kleine Mondwende

In manchen Jahren steht der Mond höher am Himmel und in manchen tiefer. Der Mond vollführt eine Schraubenbewegung am Himmel. Dieses Auf- und Absteigen geschieht innerhalb einer Periode von 18 1/2 Jahren. Der Grund für diese Veränderung: Die Knoten des Mondes wandern ebenfalls. Der Aufgangspunkt des Mondes verschiebt sich in dieser Zeit von Südsüdosten bis Nordnordosten. Man spricht von der kleine Mondwende und der großen Mondwende. Bei der kleinen Mondwende geht der Mond im Südosten auf und im Südwesten unter. Bei der großen Mondwende geht seine Bahn vom Nordosten bis zum Nordwesten. Dann dreht er wieder um und wandert in einer Schraube den Himmel wieder hinab. Dieses Phänomen war in der Steinzeit schon bekannt. Man richtete sehr große Steine auf diese beiden extremen Punkte aus. Diese Steine sind heute noch zu finden. Einige dieser Kultstätten dienten zu Totenkulten. 

Entstehung einer Mondfinsternis 

Mondfinsternisse können nur bei Vollmond stattfinden. Sie entstehen nur, wenn der Mond in der Nähe eines Mondknoten steht. Die Mondfinsternisse entstehen in einem bestimmten Rhythmus. Während einer Mondfinsternis geht der Mond durch den Schatten der Erde.  Der Erdschatten besteht aus einem helleren Schatten, dem Halbschatten, der Penumbra oder dem dunkleren Schatten, dem Kernschatten, der Umbra. Im Kernschatten leuchtet der Mond Kupferrot. Das Kupferrot kann bei jeder Finsternis heller oder dunkler sein. Die Farbe reicht von einem ganz dunklen Kupferrot bis zum hellen Orange. Bei jedem Vollmond geht der Mond am Erdschatten vorbei und er wird nicht verfinstert. 






Bei manchen Mondfinsternissen tritt der Mont nicht in den Kernschatten, sondern nur in den Halbschatten. Wir können dann eine Halbschattenfinsternis beobachten. 

 Helle Mondfinsternisse und dunkle Mondfinsternisse

2015 September Mond kupferrot

Manche Mondfinsternis ist sehr dunkel und andere Finsternisse sind sehr hell. Der Mond war bei  der Mondfinsternis 2015 zur Totalität rötlich bis orange. 2018 war der Mond so dunkel, dass man ihn am Himmel kaum sah. Vor einem Sonnenminimum ist der Mond besonders dunkel. 2019 gab es auf der Sonne schon sehr wenige Flecken und im Jahre 2020 und 2021 waren es auch nicht viele. Erst 2022 werden es wieder mehr. Das Minimum scheint durchschritten zu sein. Dieses Minimum trug auch dazu bei, dass die Sommer nicht ganz so heiß waren. 




Bei Vollmond geht  der Erdschatten am Mond vorbei

Meistens geht bei Vollmond der Erdschatten am Mond vorbei. Der Mond verfinstert sich nicht. Tritt der Mond teilweise in den Erdschatten, ist der Mond nur teilweise verfinstert. Wird er vom Erdschatten getroffen, sehen wir einen total verfinsterten Mond.  Wenn der Mond weiter weg ist, entsteht nur eine ringförmige Mondfinsternis.  

Schatten der Erde ist auch ohne Mondfinsternis auf dem Mond sichtbar

Schaut man auf den zunehmenden Mond, sieht man nicht nur die beleuchtete Sichel. Den unbeleuchteten Teil kann man ebenso in schwarz-grau sehen. Der unbeleuchtete Teil wird vom Erdschatten beleuchtet. Dieser entsteht durch die Sonne, die bei Nacht hinter der Erde steht. Dieser Schatten ist dann in der Dunkelheit sichtbar.  

Gezeiten und der Mond

Der Mond beeinflusst Ebbe und Flut. Galilei und Johannes Kepler haben sich damit befasst. Der Mond geht jeden Tag 50 Minuten später auf, somit verschieben sich Ebbe und Flut jeden Tag. Galilei hatte nicht nur über die Gezeiten geschrieben, sondern er hat durch seine Beobachtungen mit dem Fernrohr die Libration entdeckt. Dadurch sehenir sehen manchmal ein Stück hinter den Mond. Die Mare an der West- und Ostseite werden sichtbar. Der Mond sagt Nein, Nein. Er nickt aber auch, so sehen wir ein Stück mehr vom Norden oder Süden. 

Erdmeteorit auf dem Mond

In einem neune Kilo schweren Mondgestein, dass die Apollomission 14 1973 auf die Erde zurück gebracht hat, wurde ein Einschluss gefunden, der auf irdische Kristalle hinweist. Sie sollen von dem Asteroideneinschlag auf der Erde vor 4 Milliarden Jahren stammen. Das Gestein ging auf dem Mond nieder und wurde bei Asteroideneinschlägen im Mare Imbrium wohl wieder freigelegt. 

Mikrometeorite auf der Erde finden

Mikrometeoriten findet man überall auf der Erde, auch auf Flachdächern. Jeden Tag rieseln Tonnen von Staub auf die Erde herab. Diese Winzlingen offenbaren unter einem Mikroskop ihre Schönheit und Vielfalt. Sie wurden von einem Amateur entdeckt.

Wie entstand der Mond vor Milliarden von Jahren

Der Mond ist durch einen Impakt entstanden: ein Körper wurde aus der Erdkruste am Äquator der Erde herausgeschlagen. Dieses Ereignis dauerte nur Stunden. Die Masse rotierte und verdichtete sich. Es dauerte tausende Jahre bis der Mond entstanden ist. Schon mit einem kleinen Fernrohr sieht man tausende von Kratern, die auf der Mondoberfläche verteilt sind. Vor Jahrmillionen entstanden durch den Meteoriteneinschlag die unzähligen Krater. 

Die hellsten Sterne am Himmel

Der hellste Stern am Himmel ist die Venus. Sie taucht oft in der Morgen- oder Abenddämmerung auf und wird Morgen- oder Abendstern genannt. Der nächste hellere Stern ist der Planet Jupiter, dann der kommt der Mars und dann der Saturn. Uranus ist gerade noch mit bloßem Auge zu sehen. Unter den Fixsternen ist die weiße Wega der nächst hellere Stern, dann Deneb im Schwan, Sirius im Großen Hund, Riegel im Orion, Beteigeuze und die gelbe Kapella. An einem dunklen Himmel sieht man mit dem bloßen Auge 3000 Sterne, mit einem Fernrohr können es 10.000 Sterne. 

Die Helligkeit der Sterne wird in Größenklassen angegeben

Für die Helligkeit gibt es eine Größenskala, die in Magnituden angegeben wird. Die Skala geht in den positiven Bereich sowie in den negativen. Deneb ist ein Stern 0ter Größe, Wega -1 mag, Venus kann bis - 4,5 mag hell werden. Die Helligkeit des Mondes beträgt minus 12,5 mag und die Sonne hat eine Größe von - 26 mag. Die mit bloßem Auge unter einen sehr dunklen Himmel noch sichtbaren Sterne haben die Größenordnung 6, geschrieben, 6 mag. Darunter sind der Uranus, mit 5,9 mag. Die Sterne der Kassiopeia sind 2 mag hell.

Sterne können ihre Helligkeit verändern

Manche Sterne verändern ihre Helligkeit. Sie werden Veränderliche genannt. Warum das geschieht, kann verschiedenen Gründe haben: ein Begleiter in einem Doppelsternsystem zieht am anderen Stern vorbei und verdunkelt ihn. Oder Sterne entlassen ihre oberen Schichten ins Weltall, wie der Stern Beteigeuze im Orion, weil er die äußere Hülle abstößt. Diese Gas verdunkelt dann den Stern. Dies geschieht meist bei alten Sternen am Ende ihres Lebens. 

In jeder Jahreszeit finden wir typische Sternbilder

Die Sternbilder werden nach den Jahreszeiten eingeteilt. Man spricht von Sommersternbilder, Wintersternbilder, Frühling- und Herbststernbilder. Im Sommer sieht man am Abend, wenn es spät dunkel wird, den Schwan. Ein Sternbild mit einem auffälligen Hauptstern in der Form eines Kreuzes. Der bekannte Orion ist ein Wintersternbild und begleitet uns in den Abendstunden am Himmel. Der Orion ist an den auffälligen drei Sternen, die in der Mitte des Sternbildes eine Kette von Ost nach West bilden, zu erkennen. Die Wintersternbilder gehen nach Mitternacht oder am Morgen im Herbst und Frühjahr und dann am Tag im Sommer über den Himmel. 

Was ist ein Asterismus

Ein Asterismus ist kein Sternbild. Sternbilder haben eine Geschichte. Sie entstanden aus Sagen. Asterismen sind Figuren, die man am Himmel erkennt, so wie dieser Kleiderbügel. Der Kleiderbügel mit einem Fernglas von 70 mm Öffnung gut erkennbar. Der Große Wagen ist ein Asterismus. Das Sternbild nennt sich Großer Bär.

Warum haben wir Jahreszeiten

Wir haben Jahreszeiten weil die Erdachse geneigt ist. Die Erde wird nicht mit mehr oder weniger Sonnenwärme versorgt, weil die Erde weiter von der Sonne entfernt ist oder näher an ihr dran ist. Auf der Nordhalbkugel ist von Juni bis September Sommer. Im Februar ist Erde an ihrem nächsten Punkt zur Sonne auf ihrer elliptischen Bahn, wenn es auf der Nordhalbkugel Winter ist und auf der Südhalbkugel Sommer. Die Ekliptik ist ebenso geneigt und zwar um 5 Grad. Die Planeten entfernen sich am Himmel nicht weiter von ihr, denn die Planeten wandern mit dieser Neigung auf ihren Bahnen um die Sonne. Der Mond zieht ebenso seine Bahn. Der Mont stabilisiert die Erdachse. Sie schwankt periodisch zwischen mehr als 22 Grad mehr als 24 Grad. Wäre das nicht so, gäbe es auf der Erde mehr Klimaschwankungen. Die Ekliptik wird auch als Tierkreis bezeichnet. Die Bezeichnung Tierkreis wird vor allem in der Astrologie verwendet. 

Zodiakallicht

Das Zodiakallicht ist  ein lichtschwacher Kegel, der nach Sonnenuntergang am westlichen und vor Sonnenaufgang am östlichen Himmel sichtbar wird. Das Zodiakallicht erstreckt sich entlang der Ekliptik. Das Zodiakallicht wird durch Sonnenlicht verursacht, das am interplanetaren Staub gestreut wird. Die spektrale Charakteristik des Zodiakallichts zeigt, dass die streuenden Partikel eine Größe von bis zu 300 μm besitzen. Da es sich um gestreutes Sonnenlicht handelt, ließen sich auch Variationen in der Sonnenstrahlung, beispielsweise Flares im Zodiakallicht nachweisen. Das Zodiakallicht ist in den Tropen am hellsten und erreicht dort etwa die Helligkeit der Milchstraße.

In sehr dunklen Gegenden der Erde sieht man das Zodiakallist im Frühjahr in den Monaten Februar und März nach Sonnenuntergang über dem Westhorizont und im September und Oktober vor Sonnenaufgang am Osthorizont. Das Zodiakallicht  ist dort zu sehen, wo die Ekliptik den Horizont trifft. Es ist als Pyramide oder Streifen am Himmel zu sehen, bis zu einer Höhe von 30 Grad und an sehr klaren Tagen zu 60 Grad.

Sonnenfinsternisse

Eine Sonnenfinsternis kann nur bei Neumond auftreten. Der dunkle Mond schiebt sich vor die Sonne. Dann sieht man Strahlen, die von der Sonne ausgehen. Es gibt wie beim Mond auch ringförmige Finsternisse und partielle. Bei den partiellen Sonnenfinsternissen schiebt sich nur ein Teil der Mondscheibe über die Sonne. Bei der ringförmigen Sonnenfinsternis ist der Mond auf seiner elliptischen Bahne weiter weg. Er kann die Sonne nicht vollständig bedecken. Der Mond entfernt sich jedes Jahr ein wenig von der Erde. In ferner Zukunft kann der Mond die Sonne nicht mehr ganz bedecken. Wir werden dann nur noch ringförmige Sonnenfinsternisse sehen können. 

Wie sieht die Sonne aus


Die Sonne zeigt auf ihrer Oberfläche heisses Gas, das herausschiesst. Dies sind die Protuberanzen. 

Protuberanzen im H-alpha Licht

Protuberanzen im H-Alpha-Licht






Sonnenflecken im Weißlicht


Sonnenflecken im Weißlicht

An der Oberfläche der Sonne gibt es dunkle Flecken. Diese bestehen aus einer dunklen Umbra und einer helleren Penumbra (die Farbe Umbra gibt es im Malkasten. Es ist das dunkelste Braun). Sonnenflecken sind wie Röhren, die "in das Innere der Sonne" blicken lassen. Durch diese Flecken gehen Magnetfelder, deren Linien in geschlossenen Linien wieder auf die Sonnenoberfläche in einem geschlossenen Kreis zurückgehen. 



Planeten am Himmel

Woran erkennt man den Unterschied zwischen einem Planeten und einem Stern

Planeten leuchten, weil sie von der Sonne beleuchtet werden. Das Licht eines Fixstern flackert. Ein Planet wird von der Sonne angestrahlt. Somit flackert sein Licht nicht wie das eines Sternes, auch wenn dessen Licht genauso durch die Schichten der Atmosphäre hindurch muss, wie das Licht eines Sterns.

Wann sehen wir den Merkur und die Venus besonders gut

Wenn die Ekliptik zum Horizont einen steileren Winkel aufweist, können wir den Merkur oder die Venus besser sehen, als wenn die Ekliptik einen flacheren Winkel zum Horizont aufweist. Im Herbst und im Frühling ragt die Ekliptik steiler auf. Dann können sich die beiden inneren Planeten nicht aus den Dunstschichten erheben. Merkur und Venus sind als Morgenstern, oder Abendstern sichtbar und sind im Osten oder Westen zu sehen. Venus und Merkur sind vor Sonnenaufgang am Osthimmel zu sehen und am Abend am Westhimmel vor dem Sonnenuntergang. Beim Merkur ist es nicht so einfach: mit den bloßen Auge kann man ihn oft nicht ausmachen, wenn er in den Strahlen der Sonne steht und sich wegen seiner Nähe zur Sonne nur knapp über den Horizont erhebt. Venus ist der hellste Stern am Himmel. Die Venus kann sich bis zu 20 Grad vom Horizont erheben. Der Winkel, den beiden inneren Planeten mit der Sonne einschließen wird Elongation genannt.

Gab es Wasser auf dem Mars

Es könnte auf dem Mars Bakterien gegeben haben. Vor Milliarden Jahren gab es auf dem Mars Wasser. Der Mars hatte früher viel mehr Wasser als heute. Spuren auf dem Mars legen nahe Doch er konnte das Wasser nicht halten, weil der kleiner als die Erde ist. Als der Vulkanismus nachgelassen hat, konnte der Vulkanismus die Atmosphäre des Mars nicht mehr mit Gasen beliefern. Auch wurde das  Wasser nicht mehr nachgeliefert.  Nachdem der Vulkanismus aufhörte, verlor der Mars langsam seine Atmosphäre.  Das Wasser, das versickert ist, liegt in Linsen unterhalb der Marsoberflächen. Diese Wasserlinsen könnten Habitate für Mikroorganismen sein.

 Obere und untere Konjunktion der inneren Planeten

Die beiden inneren Planeten Venus und Merkur (innen weil sie näher zur Sonne sind als die Erde) stehen nicht einfach wie die äußeren  Planeten (die Planeten, die weiter als die Erde von der Sonne weg sind) in Konjunktion zur Sonne.  Sie stehen in unterer und oberer Konjunktion. Während die äußeren Planeten in Konjunktion sind, wenn sie hinter der Sonne stehen, können die inneren Planeten Merkur und Venus hinter der Sonne, sowohl auch zwischen Erde und Sonne stehen. Stehen diese beiden Planeten hinter der Sonne, spricht man von oberer Konjunktion, stehen sie zwischen Erde und Sonne, dann spricht man von unterer Konjunktion.

Opposition und Konjunktion der äußeren Planeten

Die äußeren Planten, von Mars bis Neptun, stehen in Opposition und in Konjunktion. Das geschieht bis auf den Mars einmal im Jahr. Der Mars kommt nur alle zwei Jahre in Opposition und Konjunktion. Wenn ein Planet in Opposition ist, ist er die ganze Nacht hindurch sichtbar. Danach wird seine Bahn am Himmel wieder kürzer, bis er zu Einbruch der Dunkelheit so weit im Westen steht und nur kurz sichtbar ist. Damit steht der Planet von uns aufgesehen sehr nahe zur Sonne.  Er steuert dann auf seine Konjunktion zu und läuft dann mit der Sonne über den Taghimmel, bis er sich aus den Strahlen der Sonne befreien kann und  zum Morgenstern wird.  Seine Aufgänge verführen sich dann immer weiter. Der Morgenstern geht dann bald zu Mitternacht auf und wird langsam zum Abendstern. Ist der Planet am Abendhimmel zu sehen strebt er wieder seiner Opposition zu, ist die ganze Nacht sichtbar und alles geht rückwärts. Wie lange ein Planet in einem Sternbild bleibt hängt natürlich von seiner Umlaufzeit ab. Uranus steht schon eine ganze Weile im Widder und Neptun im Wassermann, da ihre Umlaufzeiten so lang sind. 

Die Ekliptik - der Tierkreis

Die Ekliptik wird auch als Tierkreis oder Zodiak bezeichnet. Die Sternbilder, die unsere Vorfahren sahen, gehen auf die griechische Sagenwelt zurück. So stehen dort die Fische, der Widder, der Wassermann, der Steinbock, der Schütze, die Waage, die Jungfrau, der Löwe, der Krebs, die Zwillinge und der Stier. Sie sind aus der Astrologie bekannt. Bei den Chinesen gibt es 28 Tierzeichen. Sie werden als Häuser eingeteilt. Die Chinesen sehen darin Ratten, Schweine usw.

 Der Mond und die Planeten wandern durch die Ekliptik

  • Die Ekliptik ist 23 1/2 Grad gegenüber dem Äquator geneigt.
  • Der Mond und die Planeten wandern durch die Ekliptik. Die Planeten und der Mond entfernen sich nie weiter als 5 Grad von der Ekliptik. Sie ist die Sichtlinie auf die Planeten in unserem Sonnensystem. Einen Planeten sucht man im Tierkreis. Diese Sternbilder liegen in der Ekliptikebene. Die Sonne wandert am Tag durch die Ekliptik. Wenn wir in einem bestimmten Monat in einem bestimmten Sternbild sind, wie im Kalender angegeben, können wir das Sternbild nicht am Abendhimmel sehen.

In der Astronomie verwendete Punkte  und Winkel zur Orientierung am Himmel

Der Zenit ist der höchste  Punkt über unseren Köpfen. Seine Höhe beträgt 90 Grad.

Die Höhe des Poles entspricht der geografischen Breite. Im Norden ist der Pol durch einen Stern im Kleinen Bären gekennzeichnet. Auf der Südhalbkugel vom Kreuz des Südens, dass aber nicht genau auf der südlichen Achse steht.

Das Sternbild Oktans steht näher  zum Südpol, weswegen bei einem Polsucher für das Fernrohr die Kassiopeia, der Kleine Wagen und das Sternbild Oktans eingeritzt sind, um den Pol zu finden. Damit sind die Polsucher für den Nord- und den Südhimmel verwendbar. 

 

Wie verändern sich die Sternbilder, wenn wir nach Süden fahren?

Fahren wir nach Süden, sinkt der Polarstern herab. Auf der anderen Seite des Himmels, im Süden, steigt der Himmelsäquator an.  Die Sternbilder verändern sich. Vom Skorpion, der bei uns nur knapp über dem Horizont steht, sieht man in südlicheren  geografischen Breiten, wie in Italien, den ganzen Stachel, bei uns nur die Scheren und den hellen roten Stern Antares, der auch Gegenmars genannt wird. Den Orion sieht man am Südhimmel, dort steht er noch höher. Die Planeten stehen im Süden höher. 


Die Kreiselbewegung der Erdachse - oder der Globus quietscht und eiert

Die gedachte Achse durch den Pol der Erde vollführt einen Vollkreis. Dafür braucht es ca. 26.000 Jahre. Zurzeit ist der unscheinbare Stern im Kleinen Bären der Polarstern, der fast auf dem Nordpol steht. Zur Zeit Columbus stand er ein halbes Grad davon weg. 

 In 11.000 Jahren wird die helle Wega unser Polarstern sein. 

Der Pol wandert auf dem soeben beschriebenen Kreis entlang. Bei der Erforschung der Pyramiden stellte man fest, dass in antiker Zeit, der Stern Thuban im Drachen Polarstern gewesen war. Diese Wanderungsbewegung nennt man Präzession. 

Präzession - Wanderung der Äquinoktien und Wanderung des Polarsternes

Die Frühlings- und Herbstpunkte nennt man die Äquinoktien. So wie die Achse des Polarsternes im Laufe der Zeit auf einen anderen Stern zeigt, durch die Kreiselbewegung der Erde, so wandert der Frühlingspunkt ebenso durch die Ekliptik. Diese Bewegung wird Präzession genannt.  Stand der Frühlingpunkt vor 2000 Jahren im Widder, ist er in der Zwischenzeit  in die Fische gewandert. Doch der Frühlingspunkt trägt immer noch das Widderzeichen.  Demnächst wird der Frühlingspunkt in den Wassermann wandern. Wir sprechen dann vom Wassermannzeitalter. Der Frühlingspunkt wandert von Ost nach West durch den Tierkreis.

Die Epoche in der Astronomie

Die Epoche ist ein Datum, von dem sämtliche Berechnungen in der Astronomie, ob Planeten oder Sterne, ausgegangen wird. Die Sterne und andere Punkte am Himmel verändern sich doch ein wenig durch die Kreiselbewegung der Erde. Dadurch entsteht eine Veränderung sämtlicher wichtiger Punkte. Das hat nichts mit der Eigenbewegung der Sterne zu tun.  Da für die Berechnung der Gestirne eine gute Genauigkeit erreicht werden soll, muss die Epoche immer wieder an ein neueres Datum angepasst werden. Rechnete man im letzten Jahrhundert mit der Epoche 1. Januar 1950, so wird nun mit der Epoche 1. Januar 2000, 00 Uhr gerechnet, damit die Planeten und Mondberechnungen stimmen, da die Punkte sich am Himmel in dieser kurzen Zeit schon durch die Präzession merklich verschieben können. 

Entfernungsmessung in der Astronomie

Die Entfernung zum Mond wurde mit einer bekannten Strecke auf der Erde als Basisstrecke des Dreiecks Erde – Mond gemessen. Die Grundfläche zum Messen größerer Entfernungen bis zum Ende der Milchstraße und darüber hinaus ist natürlich größer. Dafür wird die Strecke des Durchmessers der Erdbahn verwendet. Die Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt 150.00 Mio. Kilometer. Diese Entfernung hat man bei Venusdurchgängen ermittelt. Die Änderung des Winkels, den ein Stern durch die Bewegung der Erde um die Sonne erfährt, nennt man auch seine jährliche Parallaxe. Himmelskarten wurden immer genauer. Mit dem Satelliten Gaia können wir hochgenaue Positionen der Sterne bekommen. Die Entfernungsmessung von Sternen wird in Lichtjahren angegeben. Es hat sich in der Astronomie aber eingebürgert, die Entfernungen in Parsec, also „Parallaxensekunden“ zu messen. Ein Stern, der sich um 1 Bogensekunde, abgekürzt: 1“ bewegt hat, ist 3,26 Lichtjahre oder 1 Parsec, abgekürzt pc, von der Erde weg. 

Eigenbewegung und Radialbewegung der Sterne

Sterne bewegen sich durch den Raum. Sie kommen auf die Erde zu oder sie bewegen sich von ihr weg. Diese Bewegung wird im Spektrum gemessen. Sind die Spektrallinien zum roten Bereich des Spektrums hin verschoben, rotverschoben, entfernt sich das Objekt von uns, sind sie zum blauen Ende des Spektrums hin verschoben, blauverschoben, kommt der Stern auf uns zu. Bei Galaxien hat man eine sehr große Rotverschiebung gemessen. Galaxien sind sehr weit von uns entfernt und entfernen sich immer schneller. Die Bewegung, die wir mit dieser Methode messen können, ist ihre Radialgeschwindigkeit. Die Radialgeschwindigkeit bezieht sich auf ein Objekt, in unserem Fall ist das die Erde. Die Sterne haben aber noch eine Eigenbewegung. Die Eigenbewegung ist definiert als Koordinatenänderung pro Zeiteinheit auf die Sonne bezogen. Wenn wir wissen, wie weit der Stern weg ist, können wir ausrechnen, wie schnell er sich bewegt. Berühmt für seine schnelle Eigenbewegung ist Bernards Stern, der sich mit 111 km pro Sekunde durch den Raum beweg. Er bewegt sich auf uns zu. Seine Radialgeschwindigkeit beträgt – 111 km pro Sekunde. 

Scheinbare und absolute Helligkeit

Um die Sterne besser miteinander vergleichen zu können, hat man die scheinbare und die absolute Helligkeit eingeführt. Die scheinbare Helligkeit ist jene Helligkeit, mit der wir den Stern am Himmel sehen können. Doch da Sterne nicht gleich weit von uns entfernt sind und nicht alle gleich groß und alle nicht gleich hell leuchten, hat man die absolute Helligkeit eingeführt. Die absolute Helligkeit der Sterne besagt, wie hell die Sterne in einer Entfernung von 10pc wäre. Damit kann man ihre Leuchtkraft untereinander vergleichen. Mit der Leuchtkraft der Sterne können wir eine Aussage treffen, ob wir einen großen oder einen kleinen Stern vor uns haben. 

Das expandierende Universum

Mit dem expandierenden Universum hatte sich in den 20iger Jahren des letzten Jahrhunderts nicht nur Hubble in Amerika beschäftigt, sondern auch LeMaitre. LeMaitre arbeitete zu dieser Zeit in Amerika an verschiedenen Institutionen. Dadurch bekam er Kenntnis der Messungen der Geschwindigkeiten der sich von der Milchstrasse entfernenden Galaxien durch Vesto Sliper. Slipher arbeitete am Lowell Observatorium. Hubble publizierte zu dieser Zeit über die Entfernungen der Andromedagalaxie und der Rotverschiebungen und damit der Ausdehnung des Weltalls. Die Veröffentlichungen LeMaitres wurden in der Wissenschaft nicht so bekannt, wie die von Hubble.

Staub im Weltall sichtbar machen

Mit einem Infrarot-Teleskop kann man den Staub im Weltall gut beobachten. Im sichtbareren Bereich können die  vom Staub verdeckten Sterne nicht gesehen werden. Der Staub schirmt den dahinterliegenden Stern im sichtbaren Licht  ab. Doch im Infraroten können die Stern sichtbar gemacht werden. Als erster entdeckte Wilhelm Herschel ein Loch im Himmel. Das war kein Loch, wo nichts war, sondern Staub. Er verdeckte die Sterne, so kam kein Licht von ihnen bei dem Beobachter an. Später fand man den Staub, der die Sterne bedeckte. In einem Staub- und Gasnebel entstehen Sterne.  

Entstehung von Neutronensternen

Wenn die Kernfusion keine Energie mehr liefert, bricht der Stern zusammen. Es strömt keine Wärme mehr nach außen. Es wird keine Energie mehr von Innen in die äußeren Schichten getragen. Die Materie stürzt auf den Kern des Sterns In Kern bleiben Sauerstoff- und Kohlenstoff übrig. Aus Protonen und Elektronen werden dann Neutronen, die später den nach der Explosion übrigbleibenden Neutronenstern bilden. Die Elektronen und Protonen werden in den Stern gequetscht und bilden Neutronen. Die Neutrinos verlassen in Scharen den Stern und heizen diesen durch ihre Bewegung auf. Der Stern explodiert als Nova oder Supernova. Ein Stern mit ursprünglich mehr als 8 Sonnenmassen ist am Ende nur noch 20 Kilometer groß. Dieser Weiße Zwerg kühlt in langen Zeitraumen aus, bis er nicht mehr sichtbar ist. 

Pulsare

Pulsare senden Radiowellen mit konstanter Regelmäßigkeit aus. Da Neutronensterne sehr klein sind, können sie sich sehr schnell um sich selbst drehen. Die Impulsrate  kann im Sekunden- oder Millisekundenbereich liegen. Als man die Pulsare in den Sechziger Jahren entdeckte, dachte man an Signale von Außerirdischen, die man mit  Radioteleskopen entdeckt hatte. 

Neutronensterne und Magnetare

Vermutlich gibt es Milliarden von Neutronensternen in unserer Milchstraße. Die meisten sind keine Pulsare mehr, denn sie leuchten nicht mehr. Sie können für eine gewisse Zeit, elektromagnetische Pulse abgeben. Diese liegen im Röntgenbereich. Diese Pulse sind so genau, dass man sie zur Zeitmessung nehmen könnte. Ihre Magnetfelder können bis zu 10 hoch 14 Gs (Gauß) betragen. Darüber gibt es die Magnetare ab einem Magnetfeld von 10 hoch 15 Gs. Bei dieser Energiedichte kann die Entstehung von Elektron-Positronen-Paaren spontan erfolgen. Ist ein Neutronenstern in einem binären System, bläht sich sein Nachbar auf (Sternentwicklung), so kann der Neutronenstern, der seinen Schwung verloren hat durch die Materie, die er bei dem anderen Stern absaugt, wieder anfangen zu rotieren. Magnetare senden die noch energiereichere Gammastrahlung aus.

Welche Nova-Arten gibt es?

Liefert dieses Kohlenstoffbrennen keinen Nachschub mehr, so bricht der Stern zusammen. Anschließend fliegt er auseinander. Nickel, Kobalt und Eisen wird in das Weltall hinausgeschleudert. Ein Riesenstern explodiert in einer Supernova. Am Ende bleibt ein Weißer Zwerg übrig, der aus Sauerstoff und Kohlenstoff besteht. Endet der Stern in einer Ia-Nova, eine Nova, die sehr hell ist und als Standard verwendet werden kann, so zerreißt es den Weißen Zwerg. Dies könnte mit dem Stern Beteigeuze passieren.  Bei anderen Nova-Arten bleibt je nach Größe des Stern ein Neutronenstern oder der beschriebene Weiße Zwerg übrig. Unsere kleine Sonne wird nicht als Weißer Zwerg enden. Nur sehr große Sterne enden als Schwarzes Loch. 

Die Chandrasekhar-Masse

Man nennt diese Masse Chandrasekhar-Masse. Sie wurde von dem Inder Chandrasekhar 1930 berechnet. Übersteigt die Masse das Innern des Sternes, der wie eine Zwiebel aufgebaut wird, explodiert er in einer Supernova. Unsere Sonne wird in einem Weißen Zwerg enden, aber nicht als Supernova explodieren, da sie am Ende eine niedrigere Masse als die Chandrasekhar-Masse haben wird.

Kernfusion durch Massendefekt - Die Anzahl der Einzelteile und deren Summe ist nicht immer das Gleiche.

 Für die Atome bedeutet dies: Zählt man die  Masse der Protonen und Neutronen eines Elements zusammen und vergleicht diese mit der Gesamtmasse, so erhält man eine Differenz. Sie steigt bis zum Eisen steil an, dann flacht die Kurve ab. Diese Massendifferenz kann in Energie umgewandelt werden. Es ist die freigesetzte Bindungsenergie, die in Energie umgesetzt wird.
Bei den höheren Element ist dies schwierig mit der Fusion. Diese höheren Elemente, besonders ab Uran, können zur Kernspaltung verwendet werden.

E = ∆Mc2

Das ist die berühmte Formel: E = M mal C Quadrat.

Lichtablenkung zum ersten Mal bei einer Sonnenfinsternis gemessen

Das Sternenlicht wird von Körpern wie der Sonne abgelenkt. Das konnte man zum Ersten Mal bei einer totalen Sonnenfinsternis 1919 beweisen. Die Sterne, die man am Himmel fotografiert hatte, waren am Tag der Sonnenfinsternis nicht genau an  der gleichen Stelle neben der Sonne. Genauso funktioniert das mit den Gravitationslinsen, die die Galaxien, die dahinter liegen verzerren. Das heißt, vor ihnen muss eine große Masse sein.

Schwarze Löcher strahlen

Die Theorie der Schwarzen Löcher stammt von dem deutschen Physiker Karl Schwarzschild. Er beschrieb diese Theorie 1910. Nach der Theorie konzentriert sich eine nicht rotierende Masse auf einen Punkt unendlicher   Dichte.  Der britische Physiker Stephen Hawking erkannte, dass Schwarze Löcher doch Partikel emittieren können, die heute als Hawking-Strahlung bezeichnet wird.  Einige Teilchen der Antiteilchen-Teilchen-Paare tauchen an Ereignishorizont eines Schwarzen Loches auf.  

 Woher das Gold kommt - wie entsteht ein Gammastrahlenblitz

Die höheren Elemente entstehen erst in größeren Sternen. Für die Fusion sind höhere Temperaturen notwendig, die in kleineren Sternen nicht auftreten können. Um höhere Elemente entstehen zu lassen, muss ein größerer Neutronenfluss vorhanden sein. Diese Neutronen werden in die Kerne eingebaut. Die neu entstandenen Elemente  fliegen auch wieder auseinander. Wenn zwei Neutronensterne verschmelzen, entsteht ein Gammastrahlenblitz. Dabei werden höhere Elemente fusioniert. In den Sternen entsteht unter anderem auch  Gold. Lange Zeit war man sich nicht sicher, über den Mechanismus. 

Die Planeten im Sonnensystem

Unser Sonnensystem besteht aus 8 Planeten. Die Planeten sehen so aus, wie auf der Zeichnung wiedergegeben: Der Mars ist rot, etwas größer als die blaue Erde. Jupiter ist bräunlich, Saturn gelblich, Uranus grün und Neptun blau. Pluto hat irgendeine Farbe.

Kleinplaneten - Pluto kein Planet mehr

Pluto wurde sein Planetenstatus 2006 aberkannt. Pluto zählt zu den Kleinplaneten. Er ist nicht groß genug für einen Planeten, er kreist aber um die Sonne und er ist rund. Doch hat er im Gegensatz zu einem Planeten seine Bahn nicht freigeräumt. Das macht ihm zum Kleinplaneten.  Ursprünglich wurde seine Größe mit 14 000 Kilometer angegeben, neuere Messungen ergaben aber einen Durchmesser von 2300 Kilometer. Der Durchmesser von Venus ist doppelt so groß. Weiter draußen soll der Planet X sein. Nach diesem Planeten wird intensiv geforscht.

Staub fällt auf die Erde nieder

Ältestes Material auf der Erde aus dem Sonnensystem

Der Murchison-Meteoriten, der 1969 in Australen niederging enthält Staubkörnchen älter als unser Sonnensystem. 50 nur wenige Mikrometer großen Staubkörnchen bestehen aus SiC (Siliziumcarbid).

Mikometeoriten fallen auf die Erde 

Staubkörnchen in der Größe von Mikrometern fallen ständig auf die Erde herab. Man muss sie nur finden. Nicht nur in entlegenen Gegenden sind sie zu finden, nein, man findet diese kleinen Staubkörner aus dem All auch im Schmutz der Städte. Unter dem Elektronenmikroskop kann ihre kosmische Herkunft geklärt werden.  

In einer chemischen Untersuchung findet man sämtliche Elemente und Verbindungen, die auch auf der Erde vorkommen: Silicium-, Eisen-, Magnesiumverbindungen. Darunter sind Phosphor, Nikel, Chrom, und Sauerstoff, Calcium und Aluminium.

Glas fällt vom Himmel - Tektite

Diese glasartigen Gebilde werden Tektite genannt. Die Meteoriten werden durch die Hitze beim Eintritt in die Erdatmosphäre aufgeschmolzen und kühlen schnell ab. Glas ist eine unterkühlte Schmelze. Man findet solche Tektite in der Antarktis, in Australien, in Südchina - eigentlich sind sie auf der ganzen Welt verstreut. Sie gehen auf einen Meteoriteneinschlag vor 800 000 Jahren zurück.  Der Krater einiger Tektite wurde doch gefunden. Er soll sich in Laos unter dem Vulkanfeld des Bolaven-Plateuas befinden. 

Boliden die Bomben am Himmel

Sternschnuppen sind in der dunklen Jahreszeit etwas, woran wir uns erfreuen. Manche Meteoriten verglühen schnell andere nicht. Eine Sorte- die Boliden - sind sehr hell und leuchten mehrere Sekunden lang. Manche scheinen wie ein Tropfen aus dem Himmel auf einem zu zu fallen.  

Trümmer weit draussen im Weltall

In der Ebene der Planeten weit draußen befindet sich die Oort'sche Wolke. Sie besteht aus zahlreichen Trümmern.  Aus der  Oort'schen Wolke kommen die meisten Kometen. Pluto ist ein Kleinplanet im Kuiper-Gürtel. Kuiper-Gürtel und Oort'sche Wolke stehen im 90-Grad-Winkel zueinander.  

Trümmer zwischen Mars und Jupiter - der Asteroridengürtel

Zwischen Mars und Jupiter liegt der Asteroidengürtel. Der erste Asteroid wurde in der Silvesternacht zum Jahr 1800 entdeckt. Man vermutet, dass ein Planet der Gravitation, die der Jupiter auf ihn ausgeübt hat, nicht Stand hielt. In letzter Zeit wird von der Wissenschaft auch die These vertreten, dass diese Trümmer Reste aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems darstellen. 

Kryovulkanismus - Kalte Geysire auf dem Saturnmond Enceladus

Kryovulkanismus findet man nicht nur auf Enceladus, sondern auch auf anderen Himmelskörpern wie dem Kleinplaneten Ceres. Dort ritt aus dem Krater Occator eisreiches Material aus. Enceladus ist ein Kandidat für die Entstehung von Leben. Dort finden sich Black Smokers, wie auf der Erde. Um die Black Smokers im Ozean und um Geysire entstand das Leben. Auf Enceladus funktioniert das auch. Nur bei tieferen Temperaturen. 

Leben auf anderen Himmelskörpern

Methan und andere organische Verbindungen auf dem Saturnmond Titan entdeckt

Wissenschaftler haben auf dem Saturnmond Titan Methan und andere organische Verbindungen entdeckt,  wie Ethan und noch langkettigere Moleküle, sowie komplexer Ringmoleküle wie Benzol. Bei diesen tiefen Temperaturen auf dem Mond Titan sammeln sich die Hydrocarbone in Seen auf dem Grund. Die in der Atmosphäre befindlichen Wasserstoff- Sauerstoff- und Kohlenstoffmoleküle werden durch energiereiche Strahlung von der Sonne und energiereiche Partikel vom Saturn zu diesen Molekülen geformt. In Wolken des Weltalls fand man schon in früheren Jahren organische Moleküle durch die Radioastronomie. Darunter waren komplizierter Moleküle wie Ammoniak, Alkohole etc., Das Entstehen von Leben im All, scheint nichts Außergewöhnliches zu sein. 

Die Eigenschaften des Umlauf der Planeten und die Keplerschen Gesetzte

Den ungleichen Lauf der Planeten kannte man schon im Altertum. Doch den Grund dafür kannte man noch nicht. Es sollte erst Johannes Kepler gelingen, dies genau zu erforschen und zu beschreiben. Das zweite Kepler'sche Gesetz wurde zuerst postuliert. Lag es doch durch die Messungen auf der Hand. 

Das 2 Kepler'sche Gesetz ist heute in der Raumfahrt wichtig. 

  • Es lautet: Ein Planet überstreicht in gleichen Zeiten gleichgroße Flächen. Bei einer exakten Kreisbahn wären die Kreisabschnitte auf der Kreislinie immer gleich. Der Kreis hat einen Mittelpunkt. Die Verbindungslinie Mittelpunkt Planet würde sich immer gleich schnell bewegen und somit wären die Kreisabschnitte immer gleich lang. Da aber bei einer Ellipse zwei Brennpunkte vorhanden sind, sind die Abschnitte auf der Kreisbahn größer, wenn der Planet ganz nah an dem einen Brennpunkt vorbeiläuft, und weiter, wenn er ganz weit an  dem anderen Brennpunkt vorbeiläuft. Läuft er näher an dem einen Brennpunkt vorbei, so bewegt der Planet sich schneller, ist er sehr weit weg, so läuft der Planet langsam. Da die Bahnen der Planeten einem Kreis sehr nahe kommen, sind die Unterschiede nicht so groß. Die größte Abweichung von einer Kreisbahn hat der Planet Mars. 

Das 1. Keplersche Gesetz besagt: Die Umlaufbahnen der Planeten sind Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht. 

Schwarze Löcher strahlen

Die Theorie der Schwarzen Löcher stammt von dem deutschen Physiker Karl Schwarzschild. Er beschrieb diese Theorie 1910. Nach der Theorie konzentriert sich eine nicht rotierende Masse auf einen Punkt unendlicher   Dichte.  Der britische Physiker Stephen Hawking erkannte, dass Schwarze Löcher doch Partikel emittieren können, die heute als Hawking-Strahlung bezeichnet wird.  Einige Teilchen der Antiteilchen-Teilchen-Paare tauchen an Ereignishorizont eines Schwarzen Loches auf.