Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis
1. Einführung
1
2. Klassische Astronomie. Das Planetensystem
2.1 Sterne u n d Menschen: Beobachten und Denken (Historische Einleitung
in die klassische Astronomie)
2.2 Die Himmelskugel. Astronomische Koordinatensysteme.
Geographische Länge und Breite
2.3 Die Bewegungen der Erde. Jahreszeiten u n d Tierkreis.
Die Zeit: Tag, J a h r und Kalender
2.4 Der Mond. M o n d - u n d Sonnenfinsternisse
2.5 Bahnbewegungen und Entfernungen im Planetensystem
2.5.1 Planetenbewegungen und Bahnelemente
2.5.2 Kometen u n d Meteore
2.5.3 Entfernungsbestimmungen, Dopplereffekt u n d Aberration
2.6 Mechanik u n d Gravitationstheorie
2.6.1 Newtonsche Gesetze
2.6.2 Impuls- oder Schwerpunktsatz
2.6.3 Erhaltung des Drehimpulses
2.6.4 Energiesatz und Virialsatz
2.6.5 Gravitationsgesetz. Himmelsmechanik
2.6.6 Gezeiten
2.6.7 Ptolemäisches und kopernikanisches Weltsystem
2.7 Künstliche Satelliten und Raumfahrzeuge. Weltraumforschung
2.8 Physische Beschaffenheit der Planeten und ihrer Monde
2.8.1 Möglichkeiten zur Erforschung der Planeten und Satelliten
2.8.2 Globaler Energiehaushalt der Planeten
2.8.3 Innerer Aufbau u n d Stabilität
2.8.4 Aufbau der Planetenatmosphären
2.8.5 Erde und Mond. Die erdähnlichen Planeten
a) Innerer Aufbau
b) Radioaktive Altersbestimmungen. Erdgeschichte
c) Magnetfelder. Plattentektonik
d) Mondoberfläche
e) Oberflächen der erdähnlichen Planeten
f) Atmosphären der erdähnlichen Planeten
2.8.6 Planetoiden oder kleine Planeten (Asteroiden)
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XII
Inhaltsverzeichnis
2.8.7 Die großen Planeten
a) Jupiter
b) Saturn
c) Uranus
d) Neptun
2.8.8 Pluto
2.9 Physische Beschaffenheit der Kometen, Meteore u n d Meteoriten.
Interplanetares Medium
2.9.1 Kometen
2.9.2 Meteore u n d Meteorite
2.9.3 Interplanetare Materie
3. Astronomische und astrophysikalische Instrumente
3.1 Entwicklung astronomischer Beobachtungsverfahren (Historische
Einführung u n d Überblick über das elektromagnetische Spektrum)
3.2 Teleskope und Detektoren im Optischen und Ultraviolett
3.2.1 Teleskope herkömmlicher A r t
3.2.2 Auflösungsvermögen u n d Lichtstärke. Optische Interferometer . . .
3.2.3 Optische Detektoren
3.2.4 Spektrographen
3.2.5 Weltraumteleskope und erdgebundene Großteleskope
3.3 Teleskope und Detektoren für den Radiofrequenz- u n d Infrarotbereich . .
3.3.1 Radioteleskope
1
3.3.2 Empfänger und Spektrometer für den Radiofrequenzbereich
3.3.3 Beobachtungsverfahren im Infrarot
3.4 Instrumente der Hochenergieastronomie
3.4.1 Wechselwirkung energiereicher Photonen und Teilchen
mit Materie
3.4.2 Teilchendetektoren und Teleskope für die Kosmische Strahlung . . .
3.4.3 Gammastrahlenteleskope
3.5 Röntgenteleskopeund-detektoren
4. Sonne und Sterne. Astrophysik des einzelnen Sterns
4.1 Astronomie + Physik = Astrophysik (Historische Einleitung)
4.2 Strahlungstheorie
4.2.1 Intensität und Strahlungsstrom
4.2.2 Emission u n d Absorption. Strahlungstransportgleichung
4.2.3 Thermodynamisches Gleichgewicht und Hohlraumstrahlung
4.2.4 Strahlungsdichte
4.3 Die Sonne: Strahlung u n d Geschwindigkeitsfelder der Photosphäre
4.3.1 Photosphärisches Spektrum. Mitte-Rand-Variation
4.3.2 Absolute Energieverteilung, Leuchtkraft und Effektivtemperatur
der Sonne
4.3.3 Granulation u n d Oszillationen
4.4 Helligkeiten u n d Farben, Entfernungen und Radien der Sterne
4.4.1 Scheinbare Helligkeiten, Farbindizes u n d Energieverteilung
4.4.2 Entfernungen u n d absolute Helligkeiten
4.4.3 Bolometrische Helligkeiten u n d Leuchtkraft
4.4.4 Sternradien
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Inhaltsverzeichnis
Klassifikation der Sternspektren, Hertzsprung-Russell-Diagramm
und Farben-Helligkeits-Diagramm
4.6 Doppelsterne u n d die Massen der Sterne
4.6.1 Visuelle Doppelsterne
4.6.2 Spektroskopische Doppelsterne u n d Bedeckungsveränderliche . .
4.6.3 Perioden der Doppelsternsysteme. Rotation der Sterne
4.6.4 Die Massen der Sterne
4.6.5 Enge Doppelsternsysteme
4.6.6 Pulsare in Doppelsternsystemen
4.7 Spektren und Atome. Anregung und Ionisation
4.7.1 Grundbegriffe der Atomspektroskopie
4.7.2 Thermische Anregung u n d Ionisation
4.7.3 Kinetische Gleichungen für Anregung u n d Ionisation.
Atomare Wirkungsquerschnitte
4.8 Physik der Sternatmosphären
4.8.1 Aufbau der Sternatmosphären
4.8.2 Absorptionskoeffizienten in Sternatmosphären
4.8.3 Modellatmosphären. Spektrale Energieverteilung
4.9 Theorie der Fraunhoferlinien. Chemische Zusammensetzung
der Sternatmosphären
4.9.1 Strahlungstransport in den Fraunhoferlinien
4.9.2 Verbreiterung der Spektrallinien
4.9.3 Wachstumskurven. Quantitative Analyse der Sternspektren . . . .
4.9.4 Elementhäufigkeiten in der Sonne Und den Sternen
4.10 Die Sonne: Chromosphäre und Korona. Strömungen, Magnetfelder
und Sonnenaktivität
4.10.1 Sonnenflecke u n d Aktivitätszyklus. Magnetische Flußröhren . . .
4.10.2 Die Chromosphäre
4.10.3 Die Korona
4.10.4 Protuberanzen
4.10.5 Sonneneruptionen oder Flares
4.10.6 Magnetohydrodynamik in der Sonnenatmosphäre.
Wasserstoffkonvektionszone
4.10.7 Sonnenwind
4.11 Veränderliche Sterne. Strömungen, Magnetfelder und Aktivität
bei Sternen
4.11.1 Pulsierende Sterne. R Coronae Borealis-Sterne
4.11.2 Magnetische oder Spektrum-Veränderliche. Ap-Sterne
u n d Metalliniensterne
4.11.3 Aktivität, Chromosphären und Koronen bei kühlen Sternen . . . .
4.11.4 Koronen, Sternwinde u n d Variabilität bei heißen Sternen
4.11.5 Kataklysmische Veränderliche: Novae u n d Zwergnovae
4.11.6 Röntgenpulsare, Röntgen- und Gamma-Burster: Akkretion
a u f Neutronensterne
4.11.7 Supernovae, Pulsare und Supernovaüberreste
4.12 Aufbau und Energieerzeugung der Sterne
4.12.1 Hydrostatisches Gleichgewicht u n d Zustandsgieichung der
Materie
4.12.2 Temperaturverteilung u n d Energietransport im Sterninneren . . .
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XIV
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4.12.3 Energieerzeugung im Sterninneren durch Kernreaktionen
4.12.4 Gravitationsenergie u n d thermische Energie. Stabilität der Sterne.
4.12.5 Grundgleichungen des inneren Aufbaus der Sterne und allgemeine
Folgerungen
4.12.6 Innerer Aufbau der Sonne. Solare Neutrinos
4.12.7 Zustandsgieichung entarteter Materie. Aufbau
der Weißen Zwerge
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4.12.8 Neutronensterne
4.12.9 Starke Gravitationsfelder: Allgemeine Relativitätstheorie
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5. Sternsysteme: Milchstraße und Galaxien. Kosmogonie und Kosmologie
5.1 Der Vorstoß ins Weltall (Historische Einleitung in die Astronomie
des 20. Jahrhunderts)
5.2 Aufbau und Dynamik des Milchstraßensystems
5.2.1 Sternzählungen
5.2.2 Raumgeschwindigkeiten der Sterne. Stromparallaxen
5.2.3 Sternhaufen u n d der Bau der Milchstraße
5.2.4 Galaktische Koordinaten u n d Geschwindigkeitskomponenten . . .
5.2.5 Galaktische Rotation
5.2.6 Galaktische Bahnen der Sterne. Lokale Massendichte
5.2.7 Massenverteilung im Milchstraßensystem
5.3 Interstellare Materie. Kosmische Strahlung
5.3.1 Interstellarer Staub
5.3.2 Interstellare Absorptionslinien
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5.3.3 Die 21 cm-Linie des neutralen Wasserstoffs
5.3.4 Interstellare Moleküllinien. Molekülwolken
5.3.5 Leuchtende Gasnebel. H II-Regionen
5.3.6 Heißes interstellares Gas
5.3.7 Interstellare Magnetfelder
5.3.8 Kosmische Strahlung
5.3.9 Galaktische Gammastrahlung
5.3.10 Interstellares Medium: Zusammenfassender Überblick
5.4 Farben-Helligkeits-Diagramme der Sternhaufen. Entwicklung der Sterne
5.4.1 Farben-Helligkeits-Diagrammegalaktischer Sternhaufen
5.4.2 Farben-Helligkeits-Diagramme der Kugelhaufen
5.4.3 Metallhäufigkeit u n d Zwei-Farben-Diagramm
5.4.4 Nukleare Entwicklung der Sterne: Deutung
der Farben-Helligkeits-Diagramme von Sternhaufen
5.4.5 Entwicklung der Sterne: Spät- und Endstadien. Nukleosynthese
in Sternen
5.4.6 Entwicklung in engen Doppelsternsystemen
5.4.7 Anfangsphasen der Sternentwicklung. Entstehung der Sterne . . . .
5.4.8 Stellarstatistik u n d Sternentwicklung. Entstehungsraten der Sterne
5.5 Normale Galaxien. Infrarotgalaxien
5.5.1 Entfernungsbestimmung von Galaxien
5.5.2 Klassifikation der Galaxien u n d absolute Helligkeiten
5.5.3 Dynamik und Massen der Galaxien
5.5.4 Sternpopulationen u n d Elementhäufigkeiten in Galaxien
5.5.5 Gas und Staub in Galaxien. Infrarotgalaxien
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5.6 Radiogalaxien, Quasare und Aktivität in Galaxienkernen
5.6.1 Nichtthermische Radiofrequenzstrahlung der Milchstraße u n d
normaler Galaxien. Theorie der Synchrotronstrahlung
5.6.2 Radiogalaxien
5.6.3 Der Zentralbereich der Milchstraße u n d anderer normaler
Galaxien
5.6.4 Seyfert-Galaxien. Aktive Kerne der Radiogalaxien
5.6.5 Quasare (Quasistellare Objekte)
5.6.6 Aktivität in Galaxienkernen
5.7 Haufen und Superhaufen von Galaxien
5.7.1 Klassifikation und Massen der Galaxienhaufen
5.7.2 Gas in Galaxienhaufen
5.7.3 Wechselwirkende Galaxien. Entwicklung von Galaxienhaufen . . . .
5.7.4 Superhaufen von Galaxien
5.8 Galaktische Evolution
5.8.1 Jeanssche Gravitationsinstabilität. Entstehung von Sternhaufen
und Sternen
5.8.2 Dynamik der Spiralarme. Dichtewellentheorie
5.8.3 Formen der Galaxien. Entstehung einer galaktischen Scheibe
durch Kollaps
5.8.4 Entstehung der Galaxien und Galaxienhaufen
5.8.5 Dynamische u n d chemische Evolution der Galaxien. Entstehung
der Häufigkeitsverteilung der Elemente
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5.9 Kosmologie
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5.9.1 Fluchtbewegung der Galaxien. Hubblekonstante
5.9.2 Weltmodelle. Materiekosmos
5.9.3 Ausbreitung von Strahlung. Vergleich von Theorie
u n d Beobachtung
5.9.4 Elemententstehung u n d Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.
Strahlungskosmos
5.9.5 Evolution des Kosmos
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6. Entstehung des Planetensystems. Entwicklung der Erde und des Lebens
6.1 Entstehung der Sonne und des Planetensystems
6.2 Entstehung der Meteorite
6.3 Das Erde-Mond-System
6.4 Entwicklung der Erde und des Lebens
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Anhang
A . l Verschiedene Einheiten, Internationales Einheitensystem
und Gaußsches System
A.2 Physikalische Fundamentalkonstanten
A.3 Astronomische Konstanten u n d Einheiten
A . 4 Namen der Sternbilder
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Literatur
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Quellennachweis
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Sachverzeichnis
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