Tübinger Sternchen - Astronomische Vereinigung Tübingen eV

21. Ausgabe
09. November 2011
Tübinger Sternchen
Lieber Sternfreund,
über alles Mögliche habe ich im Tübinger Sternchen schon berichtet. Doch unsere Sonne, den
wichtigsten Stern des ganzen Universums, habe ich bisher vernachlässigt. Das ist schlimm,
und wird hiermit nachgeholt!
Schon vor langer Zeit, machten sich die schlauen Griechen über unser Zentralgestirn und den
Kosmos, viele Gedanken. So glaubte Herr „Anaximander von Milet“ (geboren 610 vor Christi
Geburt), die Erde sei eine dicke Scheibe welche auf Wasser schwimmt und auf dessen oberer,
flachen Seite wir wohnen. Stimmt nicht ganz, wie wir wissen! Der Mond sollte nach seiner
Meinung, ein Rad mit dem 19fachen Durchmesser der Erde sein. Auch über die Sonne wusste
er Bescheid. Ganze 27-mal größer als die Erde ist sie, also unglaublich groß… wie er meinte.
Heute wissen wir, der Mond hat etwa ein Viertel Durchmesser, die Sonne jedoch mehr als den
100 fachen Durchmesser der Erde.
Ein anderer, sehr bekannter und toller Grieche war „Pythagoras von Samos“, geboren 570
Jahre vor Christi Geburt. Du wirst ihn in deinem Mathematikunterricht noch kennen und lieben
lernen. Durch viel Nachdenken gelangte er zur Erkenntnis, die Erde umkreist in 365 Tagen ein
sogenanntes Zentralfeuer. Damit konnte er sich den übers Jahr hin verändernden
Sternenhimmel erklären! Dieses große Feuer ist jedoch nicht unsere Sonne. Die sollte einmal in
24 Stunden, außerhalb der Erdbahn, um das Zentralfeuer wandern und spiegelt nur im Licht
der Zentralglut. Doch warum können wir dieses Feuer nicht sehen? Logisch, wir wohnen doch
auf der bewohnbaren Seite der Erde, diese ist natürlich immer dem Zentralfeuer abgewandt.
Auf der anderen, unbewohnbaren Hälfte der Erde, die dem Zentralfeuer immer ausgesetzt ist,
ist es natürlich viel zu heiß (Bild: Seite 2). Sehr interessant - leider auch falsch.
Mein Lieblingsgrieche ist „Aristarch von Samos“ (310 – 230 vor Chr.). Der behauptete doch
glatt, die Sonne ist ein Stern wie all die anderen am Nachthimmel. Noch weiter: Die Sonne
befindet sich im Mittelpunkt der Planetenbahnen, ein Erdumlauf dauert ein Jahr und unser
Planet dreht sich selbst einmal am Tag um seine eigene Achse. Alles richtig, Herr Aristarch,
Note 1! Seine Landsleute konnten dem leider nicht mehr folgen (die waren nicht so schlau) und
brachten ihn wegen Gottlosigkeit vor Gericht. Wie das Urteil ausging, ist nicht mehr bekannt,
den Kopf hat es ihn wohl nicht gekostet, er wurde 80 Jahre alt. Viele hundert Jahre später
erkannte Nicolaus Kopernikus, nachdem er die alten Schriften der schlauen Griechen studieren
durfte, dass Aristarch Recht haben muss. Mit seiner Arbeit, basierend auf der Lektüre der
Griechen und eigenen Beobachtungen, legte Kopernikus den Grundstein für die moderne
Astronomie.
Ich finde es sehr erstaunlich, auf welche Lösungen diese Herren, wie noch einige andere nach
ihnen, vor über 2.000 Jahren gekommen sind. Sie haben damit, egal ob falsch oder richtig,
unseren allergrößten Respekt verdient.
Dein Ludwig
Das Universum von „Pythagoras von Samos“ (570 – 510 vor Chr.)
Planeten
Sterne
Gegenerde
Zentralfeuer
Sonne
Mond
Erde
Inhalt
Seite
2
Das Universum von „Pythagoras von Samos“
3
Ereignisse im November.
3
Der Mond im November.
3
Planeten im November.
4
Unsere Sonne.
6
Hinweise.
Ereignisse im November.
Der Komet C/2009 P1 (Garradd) ist im November nur noch am Abendhimmel zum
beobachten. Die Helligkeit sollte aber noch etwas ansteigen. Oberhalb des linken Beines von
dem Sternbilde Herkules wandert er langsam nach Norden.
Die Leoniden haben ihr Maximum am 18. November etwa um 3:45Uhr. Da zu dieser Zeit der
Mond über dem Horizont steht, wird von den bis zu 20 Sternschnuppen je Stunde nicht viel zu
sehen sein.
Der Mond im November.
02.11.2011
10.11.2011
18.11.2011
25.11.2011
zunehmender Halbmond
Vollmond
abnehmender Halbmond
Neumond
Planeten im November.
Merkur befindet sich zu nahe an der Sonne und ist nicht zu beobachten.
Venus kann für kurze Zeit, abends tief am westlichen Horizont beobachtet werden.
Mars taucht gegen Mitternacht über den Horizont auf. Erst im Jahr 2012 wird der rote Planet
gut zu beobachten sein.
Jupiter steht von der Erde aus gesehen, genau gegenüber der Sonne. Er geht auf wenn die
Sonne untergeht, morgens ist es dann umgekehrt - wenn die Sonne aufgeht, verschwindet
der Planet unter dem Westhorizont. Der Riesenplanet ist wegen seiner Helligkeit nicht zu
übersehen.
Saturn befindet sich zu nahe an der Sonne und ist nicht zu beobachten
Uranus befindet sich im Sternbild Fische. Er steht die ganze Nacht über dem Horizont. Er ist
der am weitesten entfernte, mit bloßem Auge sichtbare Planet.
Neptun steht im Sternbild Wassermann. Schwer zu finden, erkennt man ihm im Fernglas
oder im Teleskop an seiner blauen Färbung. Kurz nach Mitternacht verschwindet er unter
dem Horizont.
Unsere Sonne.
Unsere, etwa 4,6 Milliarden alte Sonne, ist ein vergleichsweise ruhiger Stern. Sie leuchtet in einem
Abstand zur Erde von etwa 150 Millionen km, ziemlich gleichmäßig und ermöglichte damit die
Entwicklung des Lebens auf der Erde, so wie wir es kennen. Etwa die Hälfte ihrer Zeit hat sie dabei
hinter sich und du kannst sicher sein, sie bleibt noch lange so ruhig wie sie jetzt ist. Das soll aber
nicht heißen, dass sie langweilig ist. Keinen anderen Stern können wir so gut beobachten und
untersuchen wie unsere Sonne. Dabei darfst du sie aber auf keinem Fall mit einem normalen
Teleskop beobachtet. Ohne extra dafür vorgesehene Filter, welche die Augen vor der enormen
Helligkeit schützen, würdest du sofort erblinden.
Natürlich ist dir schon bekannt, dass unser Heimatstern fast nur aus Gas besteht - 75%
Wasserstoff, 23% Helium und zu 2% aus schwereren Elementen. Die sichtbare Oberfläche nennt
man Photosphäre, sie ist 5.500°C „warm“. Sie dreht sich am Äquator schneller (in 25 Erdentagen)
als an den Polgegenden (36 Erdentagen). Richtig heiß ist es im Zentrum. Bei einer Temperatur von
15 Millionen Grad Celsius, werden hauptsächlich 600 Millionen Tonnen Wasserstoff über
mehreren Schritten zu 595 Millionen Tonnen Helium umgewandelt, jede Sekunde!! Da wird es
einem doch schwindelig und die Frage kommt auf, wie lange kann die Sonne so verschwenderisch
mit ihrem Treibstoff umgehen? Keine Sorge, die Sonne ist eine dicke Dame. Könnte sie den
gesamten Wasserstoff verbrauchen, reichte es für die nächsten 80 Milliarden Jahre. Leider ist aber
nur der Wasserstoff im Zentrum für die normale Kernfusion nutzbar (etwa 10%). Damit verkürzt
sich die gesamte Lebensdauer, in welcher unser Zentralgestirn in ihrem Zentrum Wasserstoff
verbrennt, auf nur(!) 8 Milliarden Jahre.
Aber wo sind eigentlich die restlichen 5 Millionen Tonnen Material, welche bei der Kernfusion von
Wasserstoff zu Helium pro Sekunde verloren gehen geblieben? Die summieren sich immerhin auf
etwa 158 Billionen Tonnen im Jahr! Dies ist kein Abfall, sondern wird zum größten Teil in
Gammastrahlung - in Photonen – umgewandelt. Diese ist sehr energiereich und wäre für uns
tödlich. Doch wird es dieser Strahlung, auf ihrem Weg zur Sonnenoberfläche, nicht leicht gemacht.
Obwohl die Sonne zu 98% aus den zwei leichtesten Gasen besteht, ist die Dichte im Kern ca. 14mal
höher als Blei. Da ist selbst für die Photonen kaum ein Durchkommen. Sie werden an Atomkernen
und Elektronen gestreut, verschluckt und wieder weiter geschickt. Dabei auch, wenn es dumm
läuft, wieder den Weg zurück. Das ist anstrengend und ermüdend, selbst für die Photonen. Jedes
Mal werden sie dabei energieärmer. So dauert es auch mehrere 100.000 Jahre, bis sie den Weg vom
Zentrum bis zur Sonnenoberfläche hinter sich gebracht haben (die Wissenschaftler vom
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik haben sogar 30 Millionen Jahre errechnet). Dabei haben die
Photonen so viel Energie auf ihrem langen Weg eingebüßt, dass sie dort als das für uns
lebenswichtige Licht und als Wärmestrahlung ankommen. Die Energie reicht aber noch allemal, um
das Gas an der Sonnenoberfläche zum brodeln zu bringen. Wie kochendes Wasser, steigt es in
Blasen nach oben, eine neben der anderen. Am Blasenrand strömt alles wieder nach unten, um sich
erneut aufzuheizen. Diese Blasen sind aber ein bisschen größer als die im Kochtopf. Sie sind etwa
so groß wie Deutschland oder Frankreich.
Die weitere Reise der Photonen (jetzt Sonnenlicht), wird jetzt aber sehr flott angegangen. Benötigte
das Licht für die Strecke vom Kern zum Sonnenrand (694.000 km) mehrere Hunderttausend Jahre,
legt es nun die 215 fache Entfernung von der Sonne zur Erde, in nur 8,3 Minuten zurück.
Doch nicht nur für eine verbrannte Haut im Urlaub ist die Sonnenstrahlung gut. Strahlungsdruck
und Wärmestrahlung aus dem Sonneninneren sind auch für das „hydrostatischen Gleichgewicht“
(diesen Fachbegriff musst du dir nicht merken) der Sonne wichtig. Ohne diesen würde die Sonne
unter ihrem eigenen Gewicht zusammen fallen. Die Gravitation der Sonne drückt den Gasball nach
innen, die Strahlung drückt gleichstark dagegen, nach außen. Ginge der Brennofen im Zentrum aus,
würde die Sonne in sich zusammenfallen. Am Ende ihres Lebens geschieht dies auch. Doch wie
Anfangs erwähnt, dass dauert noch einige Milliarden Jahre.
Die Sonne wird sogar ein wenig heller. Vor 4,5 Milliarden Jahren hatte sie 40% weniger Leuchtkraft
und einen Radius von 659 000 Kilometer, also 35.000 Kilometer weniger als Heute. Dies hat damit
zu tun, dass ein Heliumkern im Sonnenzentrum weniger Platz benötigt als die 4 Wasserstoffkerne,
aus welchem der Heliumkern gebildet wurde. Mehr Platz - der Druck kann anwachsen - die
Temperatur erhöht sich dadurch - es wird mehr Wasserstoff verbrannt – die Sonne wird heller
und größer (und der Physiker wunder sich: Helium besteht doch nur aus 2 Wasserstoffatome.
Lösung: Die verschwundenen zwei Wasserstoffkerne werden in Neutronen, Positronen, Photonen
und Neutrinos umgewandelt. Doch das geht nun wirklich zu weit).
Nicht nur Licht und Wärme entsteht in unserer Sonne. Auch die geheimnisvollen Neutrinos
entstehen bei der Kernfusion. Viele Millionen dieser Geisterteilchen sausen jede Sekunde durch
deinen Körper, ohne das du was bemerkst. Sie haben kaum eine Masse und durchqueren die Sonne
mit fast Lichtgeschwindigkeit, als wäre sie gar nicht da. Um sie zu stoppen, bräuchten wir eine
Bleiwand mit mehreren Lichtjahren Dicke. Daher ist es auch sehr schwierig sie nachzuweisen.
Doch nicht nur im alten Griechenland gab es schlaue Menschen, und so sind diese Geisterteilchen
seit einigen Jahrzehnten nachgewiesen.
Ich denke, nun bist du tief beeindruckt von unserem Heimatgestirn, der Sonne. Richtig verblüffend,
fast Angst einflößend wird es, wenn wir uns erinnern, dass die Sonne „nur“ ein Zwergstern ist. Zum
Vergleich einige Rekordhalter.
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Der Massereichste, bisher bekannte Stern, bringt ca. 150 Sonnenmassen auf die Waage.
Der größte Stern ist wahrscheinlich „VY Canis Majoris“ mit etwa dem 1950fachen
Sonnendurchmesser.
Der hellste Stern, ein blauer Riese am anderen Ende unserer Milchstraße, hat die
Leuchtkraft von 40 Millionen Sonne.
Quelle: www.jumk.de/astronomie/news/rekorde.shtml
Die Angaben sind nicht ganz sicher, die Messwerte könnten z.B. auch von zwei nahe stehenden
Sternen stammen. Doch auch Werte von nur der halben Größe sind unfassbar. Sie zeigen damit die
unglaublichen Dimensionen der Gestirne am Nachthimmel. Selbst ein Stern mit nur der
Tausendfachen Leuchtkraft von unserer Sonne, ist wirklich unvorstellbar.
Ich bin nicht unglücklich, dass auf der Rekordliste die Sonne nicht erscheint. Diese Dicken Kerle
verbrennen ihren Treibstoff auch in Rekordgeschwindigkeit. Ihre Lebensdauer beträgt kaum eine
Million Jahre. Viel zu wenig Zeit, damit sich Leben auf einem ihrer Planeten bilden kann, wenn sie
denn überhaupt welche haben. So freue ich mich jeden Tag, wenn die Sonne aufgeht über ein
großes Wunder, welches alles andere als langweilig ist!
Anmerkung:
Die meisten Informationen habe ich aus dem Buch: „Sterne“
von Harald Lesch und Jörn Müller.
Homepage der Astronomischen Vereinigung Tübingen:
www.sternwarte-tuebingen.de
Hilfe für Einsteiger und Fortgeschrittene
www.astronomie.de
VDS (Vereinigung der Sternfreunde e.V.)
www.vds-astro.de
Forum für junge und jugendliche Amateurastronomen
www.andromedaforum.de
Buchtipp zum Thema:
„Sterne“
von Harald Lesch und Jörn Müller.
Vorträge in der Sternwarte Tübingen
Freitag, 18. 11. um 20 Uhr
Dr. Thomas Rauch, Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen
Das Universum im Prisma
Die nächste Treffen der AVT Jugendgruppe jeweils von 17:30Uhr bis 19Uhr sind am:
23.11.2011
07.12.2011
21.12.2011
Viel Zeit für dein Hobby,
wünscht Dir das Jugendgruppenteam
Ludwig und Katharina