Forschungsauftraege

1) Wie funktioniert ein astronomisches
Fernrohr?
• Nimm die Linse (rot) mit dem Pergamentpapier.
• Versuche durch Verschieben der Linse ein scharfes Bild von der Umgebung aufs
Papier zu bringen.
• Bestimme nun die Brennweite dieser Linse mit dem Lineal.
• Untersuche das Bild mit der anderen dickeren Linse (Lupe)!
• Schau den Mond (Foto) mit dem Fischertechnikfernrohr an. Was fällt dir auf?
• Was ändert sich, wenn du das Eintrittsloch (Öffnung) kleiner machst?
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2) Bewegen sich die Mondmeere?
Diese Frage kannst du erst beantworten, wenn du den Mond einige Tage am
Himmel beobachtet hast. Dies zu beobachten gelingt dir viel besser, wenn du ein
paar Meere gut kennst.
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Heiterkeit
Meer der Ruhe
(1. Mondlandung)
Honigmeer
Meer der
Gefahren
Meer der
Fruchtbarkeit
http://sterneerleben.info/phbern/tunbern15
3) Weshalb bewegen sich die vier
grossen Monde des Jupiters auf
einer Linie?
• Betrachte das Modell von Jupiter und seinen Monden. Du kannst beobachten,
wie die vier grossen Monde um den Jupiter kreisen.
• Wann sind die Monde ganz dicht beisammen, wann sind sie weit von einander
entfernt?
• Weshalb sind sie immer auf einer Linie sichtbar?
• Wären sie auch von anderen Planeten aus gesehen immer in einer Linie
sichtbar? Weshalb?
• Falls du die Sternbilder schon kennengelernt hast, kannst du ausmachen, in
welchem Sternbild Jupiter momentan zu sehen ist.
• Unter folgendem Link kannst du die aktuelle Position der Jupitermonde ausfindig
machen: http://www.sternenhimmel-aktuell.de/Jupitermonde.htm
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http://sterneerleben.info/phbern/tunbern15
4) Kann man die Internationale
Raumstation ISS von blossem
Auge sehen? (Weltraumfahrt)
4a) Das Beobachten der ISS musst du Zuhause in Angriff nehmen.
• Näheres erfährst du auf unserer Website!
4b) Wie läuft eine Mondlandung ab?
• Schau dir den Trickfilm über die Mondlandung an.
• Nun kannst du das Gelernte entweder mit ausgeschnittenen
Puzzleteilen in deinem Laborheft darstellen, oder du drehst ein Lernvideo, das
dann am Abend auf unserer Website veröffentlicht wird.
tunBern 2015
4c) Erforsche mit dem Marsroboter die Marsoberfläche!
Roboter programmieren
• Findest du Eis?
• Weshalb kann in Wirklichkeit ein Marsroboter nicht „live“ gesteuert werden?
4d) Schreibe einfache Programme für den Mars-Roboter!
• Beispiel: Fahre 5 Sekunden gerade aus und drehe nach rechts.
Start
Warten
Motor 1 (rechtes Rad)
Motor 2 (linkes Rad)
Motor 3 (Kopf)
Motor 4 (Licht)
Ende
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5) Welche Sternbilder und
Sternhaufen sind heute Abend zu
beobachten?
Die Fotografie auf dem Tisch haben wir am 15. April 2015 gemacht. Es sind unter anderem
die Sternbilder Löwe, Krebs und Jungfrau sowie der helle Jupiter zu sehen.
Der Himmelsausschnitt in deinem Laborheft ist so gewählt, wie du ihn heute Abend am
Himmel beobachten kannst.
• Übertrage die Informationen aus der Fotografie, die auf dem Tisch liegt, in die
Abbildung in deinem Laborheft: Die Sternbilder Zwillinge, Krebs und Löwe. Der
helle Lichtpunkt ist der Planet Jupiter, der sich zur Zeit zwischen Löwe und Krebs
aufhält. Trage ihn auch in dein Laborheft ein.
• Markiere im Laborheft ebenfalls den hellsten Stern des Löwen! Dieser Stern
heisst übrigens Regulus.
• Im Laborheft siehst du noch zwei Positionen des Mondes. Am Freitag, 24. April
ist der Mond in den Zwillingen, am Donnerstag, 30. April hält er sich in der
Jungfrau auf.
• Der Krebs ist zwar ein lichtschwaches aber trotzdem spannendes Sternbild:
Im Krebs ist ein Sternhaufen aufzufinden. Der Sternhaufen heisst Praesepe
(zu deutsch: Krippe) und kann bereits mit blossem Auge gesehen werden.
Betrachtest du ihn jedoch am Abend durch einen Feldstecher, kannst du viel
mehr Sterne erkennen.
• Versuche andere Sternbilder im Laborheft mit Strichen zu verbinden. Vielleicht
hast du die Geschichte vom Grossen Bären schon gehört. Dann kannst du sicher
den Grossen Bären, Cassiopeia, Bootes und die Krone einzeichnen.
• Du hast die Möglichkeit, eine Sternkarte zu bauen. Falls du zu wenig Zeit hast,
kannst du die Folie und die Nieten für den Bau mit nach Hause nehmen. Die
Anleitung für den Bau findest du auf unserer Website.
• Versuche mit der Sternkarte folgende Fragen zu beantworten:
- Bestimme ungefähr, um welche Zeit im Westen Regulus untergeht.
- Um diese Zeit sind im Osten bereits die wichtigsten Sommersternbilder
aufgegangen. Wie heissen diese?
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6) Wo geht das Band des Zodiaks
durch?
• Höre dir die Geschichte „König Arktur, die schöne Cassiopeia und der Grosse
Bär„ von Erika Dühnfort an.
• Schau dir die Tierkreissternbilder auf den Karten an und suche dein Sternbild
heraus. Du kannst es anmalen und ins Laborheft einkleben.
• Suche im Planetarium dein Tierkreissternbild und andere Sternbilder.
• Verbinde die Sternbilder in deinem Laborheft (Punkt 6) mit Strichen.
• In dieser Sternbildkarte siehst du noch wo sich der Mond am 24. April und wo am
30. April aufhält. Zeichne ein Band um den Weg des Mondes. Dieses Band heisst
Zodiak. Innerhalb dieses Bandes bewegen sich der Mond, die Planeten und die
Sonne.
• Du kannst versuchen, Sternbild-Puzzles zu lösen.
Für unsere jüngeren Besucherinnen und Besucher
• Auf einem Bee-Bot-Parcours findest du alle Sternbilder des Tierkreises sowie
weitere berühmte Sternbilder. Findest du dein Sternzeichen im Sternenwirrwarr
und schaffst du es, den Bee-Bot durch die Hindernisse ans Ziel zu schicken?
• Auf dem Weg von der Erde bis zum Mond muss der Bee-Bot verschiedenen
Objekten ausweichen, um ans Ziel zu gelangen. Schaffst du das Vorhaben in
einem Zug?
• Kannst du nur durch Ertasten herausfinden, um welches Sternbild es sich
handelt?
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14. April 2015
Die Tierkreisbilder wurden in Anlehnung an die drehbare Sternkarte „Zodiak“ von Joachim Schultz gezeichnet. Die Tierkreisbilder wurden damals von C.J. Bessenich kreiert. Die Sternkarte wurde 1946 von der
Mathematisch-Astronomischen Sektion am Goetheanum in Dornach herausgegeben.
STERNE
erleben
7) Weshalb konnte man den
Neumond vom 20. März 2015
sehen?
Am 20. März schob sich der Neumond vor die Sonne. Es fand eine Sonnenfinsternis statt,
nach drei Jahren sogar wieder eine totale.
Auf der Landkarte siehst du mit schwarzer Linie eingezeichnet, wo auf der Erde die Sonne
vom Mond ganz abgedeckt wurde. Die Totalität konnte vom Festland nur von Spitzbergen
und von den Färöer-Inseln aus beobachtet werden.
Wenn sich der Neumond bei einer Sonnenfinsternis vor die Sonne begibt, kann er
ausnahmsweise ohne Hilfsmittel, geschützt nur mit einer Sonnenfinsternisbrille,
wahrgenommen werden.
Wie entsteht eine Sonnenfinsternis?
Weshalb tritt eine Sonnenfinsternis nur gerade innerhalb eines
schmalen Bandes auf der Erde auf?
• Nimm die Erde (Spitzer) weg vom Stab und gehe mit deinem Auge genau
dorthin, wo die Erde war. Bewege den Mond so lange, bis du eine totale
Sonnenfinsternis siehst. Stecke die Erde wieder auf den Stab und drehe sie so
lange, bis der Schatten des Mondes über Spitzbergen liegt. Wo Spitzbergen zu
finden ist, kannst du auf der Karte, die auf dem Tisch liegt, nachschauen.
• Nimm die Erde von der Halterung weg, schliesse ein Auge und gehe mit dem
offenen Auge zur Erdposition. Schau zur abgedeckten Sonne...
• Schau dir den Film über die letzte Sonnenfinsternis vom 20. März 2015 auf
Spitzbergen an. Wie die Radarschüssel zu Beginn der Finsternis vor die Sonne
kam, kannst du auf unserer Website nachschauen.
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http://sterneerleben.info/phbern/tunbern15
8) Wie untersucht man Sterne?
Spektroskopie
• Schau, so wie rechts abgebildet, durchs
Handspektrometer und untersuche das Licht
einer Gasentladungslampe. Lies die Wellenlängen
der verschiedenen Farben ab und übertrage sie in
dein Laborheft. Im Text auf dem Tisch erfährst du,
was dieses Experiment mit der Sternenforschung
zu tun hat. Den Text findest du übrigens auch auf
unserer Website.
9) Weitere Materialien
Lernsoftware
• Die Lernsoftware haben Studierende erstellt.
Etliche Male reisten diese aufs Schilthorn und fotografierten während der ganzen
Nacht den Sternenhimmel. Daraus programmierten sie diese Software, mit der du die
Sternbilder kennen lernen kannst.
Bücher
• Du kannst gerne in den ausgewählten Büchern herumstöbern. Viel Vergnügen!
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Anna Frebel und ihr
Arbeitsgerät. Die
junge Professorin
vordem Mage/lan
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in Chile.
Anna Prebel mit einer Swdentin.
Der blaue Ring im Hintergrund hält
normalerweise den 6,5 Meter großen
1-fauptspiege/. Der Spiegel wird zweimal im Jahr zum Säubern ausgebaut.
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rchäologen graben im Boden nach
Werkzeugen, Schmuck , Haushaltsgeräten und anderen Dingen, die
unsere Vorfahren hergestellt haben. Anna
Frebel ist eine Archäologin der ganz anderen
Art. Sie ist Sternenarchäologin und sucht in
den Tiefen des Alls nach uralten Sternen, die ·
geboren wurden, als das Universum noch
ganz jung war. Manche dieser Sternengreise
sind mehr als dreizehn Milliarden Jahre alt.
Unsere Sonne ist mit nur 4,6 Milliarden
Jahren ein relativ junger Stern. »Die Suche
nach uralten Sternen ist eines der großen
und spannenden Arbeitsgebiete der Astronomie, aber nicht ganz einfach! «, sagt Anna
Frebel. Um diese alten Sterne zu finden ,
reist sie um die ganze Welt und beobachtet
den Sternenhimmel mit großen Teleskopen
in den USA, in Chile und in Australien .
Wer einen Apfelkuchen
von Grund auf backen will ...
... müsse zunächst das Universum
erfinden, sagte einst Annas großes Vorbild,
der berühmte amerikanische Astronom
Carl Sagan. Ein Apfelkuchen, aber auch wir
Menschen, besteht aus Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und noch einigen
anderen Atomsorten. Doch diese waren
nicht immer schon da . Vor 13,8 Milliarden
Jahren wurden mit dem Urknall Raum und
Zeit und das Universum geboren . Wenig
später bildeten sich die drei leichtesten
chemischen Elemente : Wasserstoff, Helium
und Spuren von Lithium. 300 Millionenjahre
nach dem Urknall klumpten Gaswolken aus
diesen Atomen zu den ersten Sternen zusammen . Doch diese Sterne der ersten
Generation sucht Anna Frebel nicht. Es
WAS IST WAS (Band 6) (2014): STERNE. Wunder des Weltalls. Nürnberg: TESSLOFF.
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II? langweilrga das Spektrum. um so spannender der Stern.
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der extrem wenig Eisen enthält (Fefur Fett um, EtStn).
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wäre zwecklos, danach zu suchen! Denn die
ersten Sterne waren enorm massereich und
brannten heiß und schnell, sodass sie ihren
Brennstoff schon nach wenigen Millionen
Jahren verbraucht hatten. Massearme Sterne
hingegen gehen sparsamer mit dem Brennstoff um; sie können viele Milliarden Jahre
alt werden. Die Sterne gewinnen ihre
Energie durch die Verschmelzung leichter
Atomkerne zu schwereren Atomkernen.
So entstehen aus Wasserstoff Helium und
später Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff
bis hin zu Eisen. Am Ende ihres Lebens
explodieren besonders massereiche Sterne
in einer Supernova, einer gewaltigen
Explosion, bei der der Stern seine Gashülle
ins All schleudert. Bei der Explosion fangen
die Atomkerne frei herumfliegende Neutronen ein; das sind elektrisch neutrale Kernbausteine. Dabei entstehen alle weiteren
chemischen Elemente schwerer als Eisen.
Aus den freigesetzten Gas- und Staubwolken bildeten sich die nächsten Sternengenerationen.
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Im Unterschied zu Chemikern bezeichnen
Astrophysiker alle Elemente, die schwerer
sind als Helium, als »Metalle«. Helium ist
das Gas, das Luftballons aufsteigen lässt.
Die schwereren Elemente entstanden erst in
den Sternen und so wurde mit jeder Supernova das Universum ein klein wenig reicher
an Metallen. Um möglichst alte Sterne zu
finden, die sich in der Frühzeit des Universums gebildet haben, sucht Anna Frebel
also nach Sternen mit möglichst geringem
Metallgehalt Sie vergleicht dazu den Eisengehalt eines Sterns mit dem Eisengehalt
der Sonne.Je eisenärmer ein Stern ist,
umso älter ist er.
Anna Frebel hatte sich als kleines Mädchen
für Sterne begeistert und so studierte sie
später Physik und Astronomie. Als Studentin reiste sie nach Australien, um den
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sich an der
Südhimmel nach besonders alten Sternen
abzusuchen. Dazu zerlegte sie das Licht
der Sterne in die Farben des Regenbogens .
Diese Spektren enthielten dunkle Linien,
die verraten, aus welchen Elementen der
Stern besteht. Besonders interessieren
Anna Frebel die Linien des Eisens. Je
schwächer die Eisenlinien eines Sterns
sind, umso älter ist der Stern.
Altersrekord I
Anna Frebel war 25Jahre alt, als sie im Jahr
2005 auf den Stern HE 1327-2326 stieß, der
300 000-mal weniger Eisen enthält als die
Sonne. Das war eine Sensation. Neun Jahre
später- 2014- kam es noch besser. Im
Stern SMSS0313-6708 konnte gar kein
Eisen mehr nachgewiesen werden. Dieser
Stern hat höchstens ein Zehnmillionstel
des Eisengehalts der Sonne und bildete sich
kurz nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden
Jahren. Diese uralten Sterne verraten, wie
es damals im Universum ausgesehen hat
und wie die schweren Atome in die Welt
kamen, aus denen später die Planeten wie
die Erde und alles Leben hervorgingen.
Klar, dass HE1327 und SMSS0313 Annas
Lieblingssterne sind.
WAS IST WAS (Band 6) (2014): STERNE. Wunder des Weltalls. Nürnberg: TESSLOFF.
3 866
3 86 8