Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien Pädagogische Hochschule, Feldkirch

Do. 16.10.08 Pädagogische Hochschule, Feldkirch Robert Seeberger

Das Universum:

Vom Mond bis zu

den fernsten Galaxien

Pädagogische Hochschule, Feldkirch

Robert Seeberger


• Do. 9.10.: Orientierung am Nachthimmel; Sonnen- projektionsgerät „Solarscope“; Kurze

Geschichte der Astronomie; Unser Sonnensystem

• Do. 16.10.: Struktur der Milchstraße;

Die Welt der Galaxien;

Kosmologie – die Lehre von der Entstehung des Universums

• Dritter Termin: Mondbeobachtung durch ein Fernrohr

Das Universum:

Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien


Die Milchstraße – eine Galaxie

KO

SM

OS

Him

mels

jahr

Der Durchmesser unser Galaxie (Milchstraße) beträgt rund 100.000 Lj.

Besteht aus:

100 Mrd. Sternen

Gas, Staub,

Dunkler Materie


Sterntypen und Sternentwicklung

KO

SM

OS

Him

mels

jahr

Das Hertzsprung-Russel Diagramm:

Anfang 20. Jhdt.

-Absolute Helligkeit

(in 10 Pc = 32.6 Lj. Entf.

-Spektraltyp


Riesen und Zwerge

Neutronenstern: 15-20 km

Weißer Zwerg: einige 1000 bis 10.000 km

Größte Sterne: 1600 Mal größer als Sonne


Neutronensterne mit Riesenmassen

Bleibt bei einem Sternzusammenbruch bei einer Supernova noch rund 1,5 Sonnenmassen übrig, so kollabiert der Stern zu einem Neutronenstern.

Die Elektronen der Atomhülle werden dann in den Kern gedrückt, wo sie sich mit den Protonen zu Neutronen umwandeln.

Damit entsteht eine dichte Neutronenpackung.


Der Durchmesser beträgt rund 20 km und der Neutronenstern rotiert etwa 30 mal pro Sekunde.

Ein Würfel von 1 mm³ besitzt die Masse von 100.000 Tonnen. Das entspricht etwa 14.000 Elefanten.

Neutronensterne mit Riesenmassen


Bleibt bei dem Sternzusammenbruch bei einer Supernova noch mehr Masse übrig (über 2,5 Sonnen-massen), so kollabiert der Stern sogar zu einem schwarzen Loch

Hier fällt sogar das Licht wieder zurück!

Entstehung eines schwarzen Loches


Sternentwicklung


Sternentwicklung


Sternentwicklung


Sternentwicklung


Gas und Staub


Galaxien: Die große Debatte 1920

Wie groß ist die Milchstraße?

Charles Messier: 18. Jhdt. über 100 Nebel

Harlow Shapley: Milchstraße 300.000 Lj groß.

Sonne nicht im Zentrum; (anstatt 20.000 Lj);

Spiralnebel in Milchstraße z.B. M31 Andromedanebel

1885 Stern in M31 (SN)

Herschels Vorstellung der Milchstraße 1785


Die große Debatte 1920

Wie groß ist die Milchstraße?

Heber Curtis, Lick Observatory:

Kleine Milchstraße

Sonne im Zentrum

Spiralnebel jenseits der Milchstraße

Beide hatten Recht und Unrecht


Das Königreich der Nebel

Edwin Hubble:

1929 Alle Galaxien entfernen sich von uns

Je schneller je weiter sie weg sind

Mount Wilson 2,5 m Teleskop1889 -1953


• Fraunhoferlinien


• Dopplereffekt



Henrietta Leavitt 1912

Veränderliche Sterne: Cepheiden

Periode-Leuchtkraftbeziehung

Entfernungsmessung


Klassifikation von Galaxien

Stimmgabel-Schema nach Edwin Hubble

Und irreguläre Galaxien


Klassifikation von GalaxienSpiralgalaxien


Klassifikation von GalaxienBalkenspiralen


Klassifikation von GalaxienElliptische Galaxien

cD Galaxien: Elliptische Riesengalaxien

3 Mio. Lj groß; 1 Billion Sterne

dE Elliptische Zwerggalaxien

3000 bis 30.000 Lj.


Klassifikation von Galaxien

Irreguläre Galaxien z.B. die Magellanschen Wolken

Wechselwirkende Galaxien: Whirlpool


Struktur des Universums

Haufen

Superhaufen, Filamente

Leerräume


Dreidimensionale Struktur


Zone of avoidance

Galaxien hinter der Milchstraßen

ebene


Großer Attraktor: 10 Billiarden Sonnenmassen; Zone of avoidance; Südhimmel

Große Mauer: Richtung Jungfrau: 200 x 500 x 15 Mio. Lj

„Loch im Universum“: Richung Eridanus: 6 Mrd. Lj. entfernt; 1 Mrd. Lj Durchmesser, vor Kurzem entdeckt.

Gigantische Strukturen


Galaxien, Sterne, Gas….

4% der Gesamtmasse des Universums: der Rest unsichtbar

Neutrinos, WIMPS, MACHOS, …???

Dunkle Materie


Urknall, das Standardmodell

Heißer Beginn, kühlt ab, wird größer

Vor 13,6 Mrd. Jahren

Die Entstehung des Universums


Hubble: 500km/s/Mpc

Universum 2 Mrd. Jahre alt.

Hubblekonstante: 50 bis 100 km/s/Mpc

Die Flucht der Galaxien


Gleich viel Strahlung aus allen Richtungen;

Entspricht einer Temperatur von 2,74 Kelvin

Kosmische Hintergrundstrahlung

Arno Penzias Robert Wilson 1965 Entdeckung der Hintergrundstrahlung

1978 Nobelpreis


Echo des Urknalls; 300.000 Jahre danach; Rekombinationsära

Kosmische Hintergrundstrahlung

WMAP: Wilkinson Microwave AnisotropyProbe


Primordiale Nukleosynthese:

Nach dem Urknall: 75% Wasserstoff, 25% Helium

3 Minuten, danach zu kühl

Geringer Teil des Heliums in Sternen erzeugt

Schwere Elemente in SN-Explosionen

Entstehung der chemischen Elemente

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