AAP Astro-News - Sternwarte Bieselsberg
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Ausgabe 3/2010 Neue Theorie zum Kometenursprung Abkühlung — Der Mond ist geschrumpft Unser Teleskopprojekt — Fortschritt beim Bau Konstruktion eines Wolkensensors Porträt: Ejnar Hertzsprung Die nächsten Veranstaltungen des AAP: Vereinsinternes Sommerfest am 11. September Kulinarische Wanderung in Bieselsberg am 12. September 2 Vorwort des Vorstands Vorwort des Vorstands Liebe Vereinskollegen, der Sommer ist ja typischerweise eher eine „astroruhige“ Zeit und durch die Urlaubszeit sind auch meist die Vereinsaktivitäten etwas geringer, so dass es auch weniger zu berichten gibt. Dieses Jahr tat sich aber dann doch einiges in Bezug auf unser Teleskopprojekt! Wie sie in dieser Ausgabe lesen können gab es einige Fortschritte beim Bau des Teleskops selbst und mit einem weiteren samstäglichen Arbeitseinsatz sollte dieser Teil vollendet sein. Aber auch bei der Montierung gab es große Fortschritte. Die Konstruktion wurde von Kay Niemzig weitergetrieben und Jürgen Wummel hat auch kräftig weitergearbeitet, so dass die Achsen zur weiteren Bearbeitung weggegeben werden konnten. Beim Sockel müssen zwar noch einige Details geklärt werden, aber auch dort stehen wir kurz davor, den Bau in Angriff zu nehmen. So bin ich zuversichtlich, dass es tatsächlich nicht mehr lange dauert bis zum ersten Blick durchs aufgebaute Teleskop! Drücken wir die Daumen, dass alle Beteiligten weiterhin ihre Zeit dafür investieren können. Unsere zahlreichen Vorträge an unseren Vereinsabenden erfreuen sich nach wie vor großer Beliebtheit. Besonders beim Vortrag von Herrn Zitt war „die Bude voll“. Und bis Ende des Jahres gibt es ja noch einige weitere schöne Vorträge zu hören bei denen dann hoffenlich wieder ähnlich viele aus dem Verein den Weg ins Osterfeld finden. Wie schon bei der Planung des Jahresprogramms festgestellt lässt uns das leider kaum Zeit für die im letzten Jahr so beliebte Fragestunden. Aber der Vortrag im November wird ein kurzer sein und im Anschluss daran, werden wir dann viel Zeit für die Beantwortung von Fragen haben. Ich hoffe, es wird auch rege von dem Angebot Gebrauch gemacht! Als nächstes steht die kulinarische Wanderung in Bieselsberg an. Dort wird wirkich jeder Helfer gebraucht — sei es zum Vorkochen oder beim Verkauf selbst. Bitte meldet Euch bei Christian Witzemann zum helfen, damit wir dieses (fürs Vereinsbudget wichtige!) Ereignis gut über die Bühne bringen können. Am Samstag davor werden wir ab 14 Uhr aufbauen und danach unser vereinsinternes Sommerfest feiern, zu dem ich Euch alle ganz herzlich einladen möchte! Bis zur nächsten Ausgabe Euer Martin Tischhäuser Editorial Liebe Leser, man möchte meinen, dass wir unsere kosmische Nachbarschaft, unser eigenes Sonnensystem, mittlerweile ganz gut verstanden haben bei all den Forschungen und den Ergebnissen daraus. Aber dem ist doch nicht so, wie wir auch wieder ganz gut in dieser Ausgabe erfahren. Immer wieder gibt es neues zu entdecken und genau das macht die Forschung so interessant und spannend. Selbst unser Mond hält noch ein paar Überraschungen für uns bereit — Altersfalten. So langsam können wir vielleicht wieder die Analogie vom Gesicht herauskramen ☺ Auch in unserem Verein gibt es ja einige Forscher. Auch unser neuestes Mitglied ist darunter und er präsentiert uns Ergebnisse eines Wolkensensors. Das wäre auch vielleicht mal etwas für uns zur Wetterbeurteilung ohne vor Ort sein zu müssen. Ein Wolkenbohrer, wie er mal als Aprilscherz in Sterne und Weltraum war, wäre mir ja noch lieber, aber auf den müssen wir wohl leider noch ewig warten... Wobei ich kein Freund von größerer Wetterbeeinflussung bin, das möchte ich an dieser Stelle doch betonen. Die Abschätzung der Folgen solcher Enigriffe in die Natur haben wir sicher noch nicht im Griff. Viel Spaß beim Lesen dieser Ausgabe Martin Tischhäuser Titelbild: Der erste Schritt zum Einbau des Spiegels in den Tubus (Foto: W. Löffler) Aus Wissenschaft und Forschung 3 Aus Wissenschaft und Forschung Alles nur geklaut — Neue Theorie zum Kometenursprung Viele der bekannten Kometen in unserem Sonnensystem sind offenbar in der Nähe anderer Sterne entstanden. Sie wurden erst von der Gravitation der jungen Sonne eingefangen. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam nach Computersimulationen. Die Kometen in der sogenannten Oortschen Wolke, die die Sonne in großem Abstand umgibt, stammen demnach von Hunderten verschiedenen Sternen. Die Sonne habe die Kometen eingefangen, als sich der Sternen–Cluster auflöste, in dem unser Stern zuvor entstanden war. Innerhalb der Wolke dürften sich daher wertvolle Materialproben einer Vielzahl anderer Sterne befinden, berichten die Wissenschaftler um Harold Levison vom Southwest Research Institute in Boulder im Fachmagazin Science. Die Oortsche Wolke ist eine riesige Ansammlung von Kometen und umgibt das Sonnensystem wie eine Kugelschale mit einer Ausdehnung von etwa eineinhalb Lichtjahren. Bekannte kosmische Objekte wie die Kometen Halley oder Hale–Bopp stammen von dort. Auch der grün schimmernde Komet McNaught 2009 R1, der diesen Juni im Sternbild Perseus am Nordost-Himmel zu sehen war, kommt aus der Wolke. Die Kometen der Oortschen Wolke sollen sich nach gängiger Meinung in der sogenannten protoplanetaren Scheibe der Sonne gebildet haben. Das Komet C/2009 R1 (McNaught) ist eine rotierende Ansammlung von Gas und Staub, die sich um junge Sterne bildet. Aus ihr sind auch die Planeten entstanden. Nach bisherigen Vermutungen wurden die meisten Kometen durch die Gravitationskräfte der großen Planeten aus der Scheibe hinausgeschleudert. Doch mit dieser Vermutung gab es bisher ein ganz entscheidendes Problem: Es gab zu viele derartige Himmelskörper. Die Oortsche Wolke war nämlich weitaus dichter von Kometen besiedelt, als die Berechnungen der Astronomen vorhersagten. Die Wissenschaftler um Harold Levison entwickelten nun eine neue Theorie, die auf der Annahme basiert, dass die Sonne in einer dichten Wolke aus Hunderten von anderen Sternen entstanden ist. Während ihrer Entstehung hat sich in den protoplanetaren Scheiben der Sterne neben den Planeten auch eine Vielzahl von kleineren Eiskörpern gebildet, die Kometen. Die Computersimulationen ergaben, dass die Sonne offenbar die eisigen Objekte ihrer Schwestersterne einfing, als sich der gigantische Sternen–Cluster auflöste. Im Chaos der expandierenden Sternenwolke wurden die Kometen durch die Gravitation der Sonne eingefangen und bildeten schließlich die Oortsche Wolke. Dieser Prozess sei überraschend effizient und eröffne die spannende Möglichkeit, dass die Oortsche Wolke ein Potpourri aus Material vieler anderer Sterne enthalte, sagt Levison. Die Wissenschaftler vermuten, dass mehr als neunzig Prozent der bekannten Kometen der Oortschen Wolke nicht von unserer Sonne stammen. Dies erklärt, warum die Anzahl der Kometen in der Wolke größer ist, als bisherige Modelle vorhersagen konnten. Somit sei das seit sechzig Jahren bestehende Rätsel der Entstehung der riesigen Wolke gelöst, die das Sonnensystem umschließt. (ms) 4 Abkühlung — Der Mond ist geschrumpft Der Mond war einst um etwa 100 Meter größer als heute: Neu entdeckte Verwerfungen und Schluchten auf seiner Oberfläche belegen den Schrumpfungsprozess. Schuld daran ist wahrscheinlich eine schwächelnde Heizung im Inneren des Himmelskörpers. Nein, so richtig viel größer als heute war er nie, aber eben zumindest ein bisschen größer. Charakteristische Verwerfungen auf der Mondoberfläche belegen, dass unser kosmischer Begleiter in der jüngeren Vergangenheit um etwa 100 Meter geschrumpft ist. Bei einem Durchmesser von ungefähr 3476 Kilometern mag das nicht viel erscheinen, doch Astronomen sind wegen der Entdeckung trotzdem verzückt. Ein Team um Thomas Watters vom Center for Earth and Planetary Studies der Smithsonian Institution berichtet darüber im Wissenschaftsblatt Science. Insgesamt 14 bisher unbekannte Spalten belegen demnach das Schrumpfen unseres Erdtrabanten. Das erste Mal wurden die charakteristischen Verwerfungen und Abhänge während der Apollo–Missionen in den Jahren 1971 und 1972 fotografiert. Damals waren die Strukturen, wegen des Landeplatzes der Fähren, nur in der Nähe des Mondäquators nachgewiesen worden. Die nun veröffentlichten Aufnahmen belegen, dass es die Formationen auch andernorts auf dem Mond gibt. Die Fotografien stammen von der Lunar Reconnaissance Orbiter–Kamera. Sie liefert aus 30 bis 50 Kilometern Kilometer Höhe Bilder in bisher unerreichter Auflösung. Co-Autor Mark Robinson, Projektleiter für die Kamera, sagte, die ultrahoch aufgelösten Fotografien der Kamera änderten ihre Sicht auf den Mond. Sie hätten nicht nur vorher unbekannte Abhänge entdeckt, sondern sie sähen auf den Aufnahmen auch viel mehr Details als auf den alten Apollo-Bildern. Geologisch gesehen sind die nun gefundenen Strukturen noch jung: Mulden, Gräben, Spalten, Abhänge und Schluchten. Sie scheinen über die gesamte Oberfläche des Mondes verteilt zu sein. An den Strukturveränderungen konnten die Wissenschaftler die Schrumpfung des Mondes abschätzen: Das gesamte Ausmaß der Kontraktion des Mondes betrage vermutlich etwa 100 Meter, sagt Studienau- Aus Wissenschaft und Forschung tor Watters. Der Himmelskörper scheint dabei geschrumpelt zu sein wie ein alter Apfel. Die relativ jungen und weit verteilten Abhänge ließen auf eine Kontraktion des gesamten Mondes schließen. Modelle zur Entwicklungsgeschichte des Mondes erlauben Vermutungen zur Frage, wie es eigentlich zu dem Volumenverlust kam: Der Erdbegleiter entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Vermutlich kollidierte damals ein Himmelskörper von der Größe des Mars mit unserer gerade entstehenden Erde. Auf der Oberfläche des Mondes gab es wahrscheinlich ein riesiges Magmameer. Nach Ansicht der Forscher sorgte später eine Abkühlung des Mondinneren für die nun nachgewiesene Schrumpfkur. Mit seinen Runzeln und Falten ist der Mond übrigens nicht allein im Sonnensystem. So weiß man zum Beispiel seit der Mission der Raumsonde Mariner 10, dass wohl auch der Merkur geschrumpft ist — und das noch weiter tut. Weil sein Eisenkern immer kälter wird, hat er von seinen 4880 Kilometern Durchmesser wohl etwa sechs eingebüßt. (ms) Verwerfung Gregory Scarp: Das erste Mal wurden die charakteristischen Verwerfungen und Abhänge dieser Art während der Apollo–Missionen in den Jahren 1971 und 1972 fotografiert. Aus Wissenschaft und Forschung Ferndiagnose — Plutos Nachbar hat eine eisige Kruste Still und leise ziehen sie ihre Bahn in den äußeren Regionen des Sonnensystems: Mehr als fünfzigmal weiter von der Sonne entfernt als die Erde kreisen jenseits des Planeten Neptuns im sogenannten Kuipergürtel zahllose Gesteinsbrocken unterschiedlichen Durchmessers. Rund 1000 Himmelskörper kennen Astronomen in der Region. Auch der mittlerweile zum Zwergplaneten degradierte Pluto gehört dazu. Doch die Zahl der Objekte ist weit höher. Die Wissenschaftler vermuten, dass es allein 70.000 Objekte gibt, die größer als 100 Kilometer sind. Nur lassen sich die stillen Begleiter normalerweise extrem schlecht beobachten. Klein und lichtschwach lassen sie sich von der Erde aus nicht mit Teleskopen aufspüren, bestenfalls mit dem Weltraumteleskop Hubble kann man mit viel Glück fündig werden. Dank einer besonderen Planeten–Sterne–Konstellation ist es Forschern aus den USA und Frankreich nun aber trotzdem gelungen, einen Verwandten des Pluto von der Erde aus genau zu vermessen. Forscher um James Elliot vom Massachusetts Institute of Technology berichten im Fachmagazin Nature von ihren Erkenntnissen. Die Forscher hatten den sechs Milliarden Kilometer von der Erde entfernten KBO 55636 mit Hilfe einer sogenannten stellaren Okkultation genauestens zu vermessen. Eine stellare Okkultation ist ein selten beobachtbares kosmisches Ereignis. ähnlich wie bei einer Sonnenfinsternis zieht der zu beobachtende Himmelskörper dabei vor einem hellen Stern vorbei. So lässt sich beispielsweise Lutetia — Europäischer Kometenjäger fotografiert Asteroiden Die europäische Raumsonde Rosetta hat Mitte Juli den Asteroiden Lutetia passiert. Mit ferngesteuerten Kameras und Messgeräten nahmen Wissenschaftler im Kontrollzentrum in Darmstadt den 134 Kilometer großen Gesteinsbrocken zwischen Mars und Jupiter etwa zwei Stunden lang unter die Lupe. Bilder der Sonde zeigten, dass Lutetia mit Kratern übersat ist und in den rund 4,5 Milliarden Jahren seit seiner Entstehung viele Einschläge erleiden musste. Der Vorbeiflug erfolgte im Abstand 5 die Größe des Objekts bis auf Kilometer genau messen. Ebenso können Wissenschaftler Rückschlüsse auf die Beschaffenheit seiner Oberfläche und Atmosphäre ziehen. Die Okkultation durch KBO 55636 wurde im Oktober 2009 von Teleskopen auf Hawaii beobachtet. Die Auswertung der Daten der Teleskope ergab für das Objekt einen Radius von 143 Kilometern mit einer Unsicherheit von nur fünf Kilometern. Damit ist KBO 55636 das bisher kleinste mit dieser Methode vermessene Objekt. Außerdem stellten die Astronomen eine sehr hohe Oberflächenreflexion fest, ein Hinweis auf die Existenz von Eis auf der Oberfläche. Dies unterstützt eine Hypothese über die Entstehung des Himmelskörpers aus dem Kuipergürtel: Manche Astronomen sind der Ansicht, dass beim Zusammenstoß zwischen einem Zwergplaneten namens Haumea und einem anderen Objekt die Eiskruste Haumeas in Dutzende kleinerer Stücke gerissen wurde. Glaubt man dieser These, dann wäre auf KBO 55636 wohl der Rest eines Teils davon zu sehen. Allerdings soll sich die Kollision bereits vor einer Milliarde Jahren ereignet haben. In diesem Fall müsste die Eiskruste auf dem Himmelskörper nach gängigen Vermutungen aber nachgedunkelt sein und wäre nicht so hell und strahlend, wie von den Forschern beobachtet. Nach Ansicht der Forscher gibt es nun zwei Varianten: Entweder es gibt einen Mechanismus, der die Oberfläche von KBO 55636 regelmäßig blankpoliert, oder Wassereis hält sich in dieser fernen Region des Sonnensystems weit länger frisch als bisher angenommen. (ms) von rund 3200 Kilometern. Endgültiges Ziel der Weltraumsonde Rosetta ist der Komet Tschurjumow-Gerassimenko. Dort soll im Jahr 2014 auch ein Landegerät abgesetzt werden, um die Oberfläche zu erkunden. Ihre Energie bekommt Rosetta von 32 Quadratmetern Solarzellen — obwohl sie sich extrem weit von der Sonne wegbewegt. Die drei Tonnen schwere Sonde wurde bereits im Jahr 2004 von einer Ariane–Trägerrakete ins Weltall geschossen. Um die nötige Geschwindigkeit für die Reise zum 480 Millionen Kilometer von der Erde entfernten Kometen zu erreichen, hat 6 Aus Wissenschaft und Forschung Rosetta bereits mehrfach die Sonne umkreist und dabei dreimal die Schwungkraft des planetaren Schwerkraftfeldes der Erde und einmal die des Mars ausgenutzt. Bei einem ersten Durchkreuzen des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter konnte im September 2008 bereits der wesentlich kleinere Asteroid Steins ins Visier genommen werden. Asteroiden und Kometen sind laut ESA besonders attraktive Forschungsziele, da es sich bei ihnen um weitgehend unbeeinflusste Körper aus der Entstehung unseres Sonnensystems handelt. Die bei der Rosetta–Mission gewonnenen Bilder und Daten könnten demnach aufschlussreiche Rückschlüsse auf dessen Entwicklung ermöglichen. (ms) Extrem schwer, extrem hell — Leuchtender Riese verblüfft Sternenforscher Vielfaches übertrifft: Der Feuerball mit der nüchternen Katalognummer R136a1 leuchtet zehn Millionen Mal heller als unsere Sonne. Und R136a1 ist nicht nur der hellste Vertreter seiner Art, den Forscher bisher aufgespürt haben, sondern auch der schwerste. Er besitzt die 265-fache Masse un- Ein internationales Astronomenteam hat einen Riesenstern entdeckt, der bisherige Rekorde um ein 7 Aus Wissenschaft und Forschung Infrarotaufnahme des Sternenhaufens R136: Hier stießen Astronomen gleich auf vier Sterne, die mehr als 150 Sonnenmassen haben — darunter das Rekord-Exemplar R136a1 serer Sonne. Am Nachthimmel fällt er dennoch kaum auf, weil er rund zehn Milliarden Mal weiter von der Erde entfernt ist als unser Zentralgestirn. Entdeckt wurde er von den Astronomen um Paul Crowther von der University of Sheffield, die ihren Fund dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwar- te (VLT/ESO) zu verdanken haben. Die Beobachtungsdaten wurden im britischen Fachmagazin Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht. Der Riesenstern stellt die Forscher vor ein großes Rätsel: Denn nach der gängigen Theorie dürfte es ihn eigentlich gar nicht geben. 150 Sonnenmassen galten bisher als theoretische Obergrenze für einen stabilen Stern. Im Sternhaufen R136 in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie unserer Milchstraße, stießen die Wissenschaftler jedoch gleich auf vier Sterne, die mehr als 150 Sonnenmassen haben. Sie pusten permanent starke Sternwinde ins All und verlieren damit beständig an Masse. Den Astronomen zufolge dürfte R136a1 deshalb bei seiner Entstehung sogar mehr als die 300fache Masse der Sonne gehabt haben. Im Gegensatz zu Menschen würden solche Sterne als Schwergewichte geboren, sagte Crowther. Anstatt zu wachsen, nähmen sie ab. R136a1 habe auf diese Weise in seiner eine Million Jahre währenden Existenz bereits etwa 50 Sonnenmassen verloren. Auch in der Sternenfabrik NGC 3603 in unserer Heimatgalaxie stießen die Astronomen auf Riesensterne, die bei ihrer Entstehung mehr als 150 Sonnenmassen gehabt haben müssen. Wie sich allerdings solche Massemonster bilden, ist nicht klar. Entweder seien sie tatsächlich in dieser Grö- Größenvergleich: R136a1 besitzt die 265fache Masse unserer Sonne 8 Aus Wissenschaft und Forschung Eingezoomt: Der Sternenhaufen R136 befindet sich in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie unserer Milchstraße ße entstanden, oder aber sie hätten sich aus mehreren kleineren Sternen gebildet, sagt Crowther. Klar sei aber, dass die Stabilitätsgrenze für Sterne neu bestimmt werden müsse. Ihre Ergebnisse bestätigten die gängige Ansicht, dass es eine Obergrenze für die Masse von Sternen gebe, sagte Olivier Schnurr vom Astrophysikalischen Institut Potsdam, der an der Studie beteiligt ist. Allerdings habe sich der Zahlenwert für diese Obergrenze um den Faktor zwei auf etwa 300 Sonnenmassen nach oben verschoben. (ms) Erfolg für privates Rechnernetz — Amateurforscher entdecken spektakulären Pulsar Puerto Rico, dem weltgrößten und empfindlichsten Radioteleskop. Die Datenflut aus der Anlage wurde in kleine Pakete zerlegt und an All–Enthusiasten rund um den Globus verschickt. Nun haben drei von ihnen im Wust der Messergebnisse den ersten wichtigen Fund des Projekts gemacht: Eben PSR J2007+2722. Die Astro–Enthusiasten Daniel Gebhardt von der Universität Mainz sowie Chris und Helen Colvin aus Ames (US–Bundesstaat Iowa) können sich darüber freuen, einen besonderen Pulsar aufgespürt zu haben. Zwar kennen Forscher schon rund 1900 dieser geheimnisvollen Objekte, doch ist die Neuentdeckung keine gewöhnliche: Im Zoo der Pulsare gebe es verschiedene Arten. Dieser hier gehöre zu einer besonders seltenen, so Benjamin Knispel vom Max–Planck–Institut für Gravitationsphysik. Er ist Co–Autor der wissenschaftlichen Veröffentlichung zur Pulsar–Entdeckung, die gerade im Fachmagazin Science erschienen ist. Wer verstehen will, was PSR J2007+2722 so interessant macht, muss sich seine Geschichte ansehen. Der strahlende Neutronenstern, überbleibsel einer gigantischen Supernova, ist offenbar einst Teil eines Doppelsternsystems gewesen, jetzt aber allein unterwegs. Von einem in der Nähe kreisenden Nachbarstern hat er noch Masse und Drehimpuls aufgenommen, bevor auch dieser in einer riesigen Explosion aufging und dabei von seinem Zwilling Ein globales Netz von Astronomie–Fans feiert einen spektakulären Erfolg. Mit Hilfe unterbeschäftigter Heim- und Bürocomputer hat das Projekt Einstein@Home einen Pulsar aufgespürt. Dabei war der kosmische Leuchtturm gar nicht das Hauptziel der Suche. Für seine alten Tage hat PSR J2007+2722 einen beachtlichen Bewegungsdrang. 41-mal in jeder Sekunde dreht sich der Neutronenstern um seine eigene Achse. Außerdem sendet der sogenannte Radioplusar an zwei gegenüberliegenden Seiten gebündelte Strahlung aus und wirkt damit von der Erde aus gesehen wie ein kosmischer Leuchtturm. Rund 17.000 Lichtjahre ist der bizarre Himmelskörper von uns entfernt. Er ist im Sternbild Vulpecula (Füchschen) zu finden und der jüngste Zugang auf den Himmelskarten der Astronomen. Entdeckt wurde er nur, weil Freiwillige die Ressourcen ihrer Computer zur Verfügung gestellt haben. Einstein@Home heißt das Projekt, bei dem gut 500.000 Freiwillige die ungenutzte Rechenzeit ihrer Computer mit der Analyse astronomischer Daten ausfüllen. Die zugrundeliegenden Beobachtungen vom Februar 2007 stammen vom Arecibo Observatorium in Aus Wissenschaft und Forschung 9 ler zur positiven Wirkung der Astro–PR aufzugehen. Wegen der Berichterstattung über den neu entdeckten Pulsar hätten sich in den 24 Stunden nach der Veröffentlichung des Fachartikels insgesamt 4614 Freiwillige bei Einstein@Home registriert, erklärte Bruce Allen, Chef des Max–Planck–Instituts für Gravitationsphysik und zusammen mit Jim Cordes von der Cornell University der geistige Vater des Projekts. Zum Vergleich: An einem normalen Tag kommen etwa 80 Freiwillige hinzu. Gerade Astronomen setzen gern auf die Macht der Massen. In manchen Fällen wie Einstein@Home oder Seti@Home, wo unBruce Allen (links, Chef des MPI für Gravitationsphysik) terbeschäftigte Computer nach Signalen und Benjamin Knispel (rechts) mit der Visualisierung des fremder Zivilisationen lauschen, geht es Datensatzes, in dem sich PSR J2007+2722 fand ganz einfach um verteilte Rechenleistung. Bei anderen Projekten ist eher der Kopf getrennt wurde. Von dieser Art kennt man mit ihm nur 13 Stück und das ist derjenige, der am schnells- der Hobbyforscher gefragt. Bei Galaxy Zoo müssen Fotos von Galaxien per Hand klassifiziert und ten rotiert. Eigentlich sollte Einstein@Home, gestartet im katalogisiert werden. Auch hier konnte eine HobJahr 2005, nur in den Daten des Ligo–Observatori- by–Forscherin übrigens schon einen aufsehenerreums in den USA nach sogenannten Gravitationswel- genden Erfolg feiern (siehe Astro-News 3/2008). len suchen. Diese hatte Albert Einstein im Jahr Die niederländische Lehrerin Hanny van Arkel ent1916 auf Basis seiner Allgemeinen Relativitätstheo- deckte auf den Bildern im Sommer 2008 gleich eirie vorhergesagt, ohne dass sie seitdem jemals beob- ne ganz neue Klasse von Himmelskörpern. achtet werden konnten. Pulsare standen Anfangs Arbeitstitel der grünen Formation: Hannys Ding. (ms) gar nicht auf der Suchliste des Projekts. Dass die Hobby–Astronomen–Community trotzdem seit März 2009 nach ihnen fahndet, hat auch etwas mit öffentlichkeitsarbeit zu tun. Die Idee: Weil Pulsare in den Datenpaketen eher aufzuspüren sind, können sich die Forscher schneller über positive Schlagzeilen freuen und damit über neue Freiwillige, die ihre Computer zur Verfügung stellen. Sie wüssten, dass die Suche nach Gravitationswellen extrem schwierig sei und lange dauern könne, sagt Knispel. Deswegen wird mittlerweile ein Drittel der Rechenkapazität für die Pulsar–Suche genutzt. Pulsare und Gravitationswellen haben aber auch inhaltlich etwas miteinander zu tun. Eine bestimmte Art der geheimnisvollen Wellen kann nämlich von Doppelneutronensternsystemen stammen. Und weil Pulsare eben eine spezielle Art von Neutronensternen sind, ist die Suche nach ihnen für die Gravitationswellenforscher durchaus sinnvoll. In jedem Fall scheint das Kalkül der WissenschaftEntdecker Daniel Gebhardt an der Uni Mainz 10 Sternwarten Sternwarte Bieselsberg Unser Teleskopprojekt An einem sehr heissen Samstag Nachmittag, dem 10. Juli, trafen sich drei arbeitswütige Mitglieder an der Sternwarte. Ihre Mission: Die eingelagerten Einzelteile unseres neuen Teleskops zu einem Ganzen zusammenfügen! Ein sehr hochgestecktes Ziel, wie sich noch herausstellen sollte... Aber beginnen wir am Anfang — gut, nicht ganz am Anfang, sondern nur einige Wochen vorher bei der Geburt der Idee am Beobachterstammtisch. Nachdem die Nachrichten vom Bau der Montierung doch schon recht zuversichtlich stimmen, dass sich dieser Teil des Bauprojektes langsam seinem Ende nähert wollten wir uns um die noch ausstehenden Massnahmen unterhalten. Da gibt es zum einen den Sockel, den es noch zu fertigen gilt und zum anderen die ganzen Einzelteile, aus denen unser eigentliches Teleskop besteht, die es noch zusammenzubauen gilt. Nachdem man diskutiert hatte, wie der Sockel in etwa aussehen sollte wurde beschlossen, für die endgültige Entscheidung noch ein paar Maße zu besorgen, damit die endgültige Form und Höhe festgelegt werden kann und damit musste dieses Thema erst einmal noch ein wenig verschoben werden. Damit blieb noch das Teleskop selbst und voller Tatendrang war man sich einig, diesen Teil bald in Angriff nehmen zu wollen. Seit dem Kauf der Einzelteile ist nun aber schon einige Zeit vergangen und die Technik bzw. die Kosten derselben haben sich seit dieser Zeit stark verändert. So ist heutzutage der manuelle 2"–Okularauszug doch eher Unterklasse für solch ein Teleskop und bei den Dimensionen auch recht umständlich zu bedienen. Außerdem hätte man damit auch einige Probleme mit Abschattung des Bildes, so dass die volle Leistung des Teleskops nicht richtig auszunutzen wäre. Nach ein paar Recherchen und EMails war man sich schnell einig, dass ein motorgetriebener 3"–Okularauszug das geeignete wäre und auch das Budget das noch hergibt. Ausgerüstet mit dem neuen Auszug und den vielen Kartons trafen wir uns also an dem besagten Samstag um das Teleskop zu bauen und danach den Abend mit Grillen ausklingen zu lassen. Zuallererst wurden die Einzelteile gesichtet und deren Zustand geprüft. Erfreulicherweise hatten alle Bernd beim Innenanstrich Teile die mehrfachen Umzüge und Lagerungen sehr gut überstanden! Aber dann kam die Ernüchterung: Wo war die Fangspiegelhalterung? Bernd meinte sich zu erinnern, dass es so etwas gegeben haben muss, aber sie war nicht aufzufinden. Auch auf Nachfrage (und später erfolgten Telefonaten) konnte sich keiner erinnern, wo sie geblieben sein könnte bzw. ob sie jemals wirklich bei ihm gelagert war. Da wir aber nun „schon mal da waren“ beschlossen wir, den Einbau wenigstens so weit zu treiben wie wir konnten. Der Teleskoptubus wurde auf der Bierbank mit Hilfe der vom Bau der Beobachtungsplattform übrig gebliebenen Holzlatten festgeschnallt und von ihnen geschwärzt, damit das Streulicht keine Chance hat. Dann wurde akribisch gemessen und diskutiert bis der optimale Einbaupunkt der Hauptspiegelhalterung gefunden war. Ganz vorsichtig (wie ein rohes Ei) wurde der Spiegel aus der Fassung genommen um diese in den Tubus einzupassen. Da diese wirklich sehr exakt in den Tubus passt mussten wir sie später mit Spiegel mit einiger Kraftanstrengung die Halterung an die gebohrten Löcher schieben Beim Spiegel lässt man besser Vorsicht walten! 11 Sternwarten, Regionaltagung — eine sehr Schweiss treibende Angelegenheit bei diesen Temperaturen! Aber dann war es geschafft, der Spiegel war an Ort und Stelle angekommen. Leider war dann an diesem Punkt Schluss wegen der fehlenden Fangspiegelspinne und wir gingen zum gemütlichen Teil über — dieses Mal ohne Schwierigkeiten beim Anfeuern des Grills. Mittlerweile ist eine Fangspiegelhalterung bestellt und sobald diese eingetroffen ist und wir wieder Zeit haben werden wir dann den Fangspiegel und den Okularauszug montieren. Dann wäre das Teleskop selbst bereit für den Einbau und Justierung. (wl, mt) Führungen Die Sonnenführungen mussten in diesem Jahr leider fast komplett wegen schlechten Wetters ausfallen. Leidiglich bei der Juni–Führung war das Wetter leidlich, so dass trotz Terminkollisionen bis 15 Uhr anvisiert wurde. Leider war vor Ort dann der Himmel zu großen Teilen bedeckt, so dass zum einen kaum Besucher da waren und sehr lange Wartezeiten in Kauf genommen werden mussten. So zog mancher Besucher ohne Werner fotografiert sein Spiegelbild Sonennblick wieder ab und die Sternwarte wurde um 15:30 Uhr wieder geschlossen. Der Herbst wird sganz im Zeichen von Jupiter stehen, der den Abendhimmel dominiert und noch bis Ende des Jahres beobachtet werden kann. Daneben werden wie immer weitere Objekte des Herbsthimmels gezeigt. Die Führungen beginnen im September wie üblich ab 21 Uhr, ab Oktober dann wieder ab 20 Uhr und finden wie immer nur bei klarem Wetter statt. (mt) Sternwarte Keplergymnasium Führungen Ab Oktober finden auch wieder die monatlichen Führungen der Sternwarte auf dem Kepler–Gymnasium statt. Ab 20 Uhr kann man sich von unserem Führungsteam um Wolfgang Schatz und Werner Löffler auch aus der Stadt einen Eindruck von unse- rem Nachthimmel vermitteln lassen. Trotz Streulichts der immer heller werdenden Beleuchtung lassen sich viele interessante Objekte beobachten, allen voran natürlich der Riesenplanet Jupiter mit seinen vielen Monden, von denen man vier schon ohne größere Anstrengungen sehen kann. (mt) Regionaltagung Regionaltagung in Durmersheim Traditionell findet die Regionaltagung dieses Jahr wieder in Durmersheim statt. Am 23. Oktober treffen sich wieder Sternfreunde der Vereine, Sternwarten und losen Astrogruppen aus dem Südwestdeutschen Raum um sich in lockerer Atmosphäre auszutauschen und auch den ein oder anderen Vortrag aus ihren Reihen anzuhören. Die Kontaktpflege steht hier sehr im Vordergrund und alle Beteiligten hoffen, dass aus jeder Gruppe wieder einige anreisen werden, so dass es wie immer ein voller Erfolg wird. Details zum Programm werden noch festgelegt und Interessierte können sich bei Werner Löffler, Bernd Weisheit oder mir informieren, wie der Tagesverlauf aussieht und auch wann, wie und wo Fahrgemeinschaften zustande kommen. (mt) 12 Beobachtergruppe Beobachtergruppe Jupiterbeobachtungen Überall in dieser Astro–News Ausgabe liest man von der diesjährigen Jupiteropposition. Selbstverständlich ist dieses Thema auch bei unserer Beobachtergruppe aktuell. Obwohl wir in den letzten Wochen nicht gerade von tollem Astrowetter verwöhnt waren, gab es dennoch Gelegenheiten den Gasriesen ins Visier zu nehmen. Sowohl visuell als auch fotografisch sind einige gute Beobachtungen gelungen. Im Juni hatte ich erstmalig Jupiter auf meiner Beobachtungsliste. Meine Beobachtungszeit war leider beschränkt, so dass ich mich nur kurz der visuellen Beobachtung widmete. Das Seeing war nicht allzu gut und somit nur wenige Details der Wolkenbänder erkennbar. So versuchte ich, wenigstens ein paar Filmaufnahmen zu starten und diese dann später genauer zu studieren. In der Nacht vom 13. auf den 14. August gab es einen zusätzlichen Anreiz zur Beobachtung, da der Schatten von Europa, einem der vier großen Jupitermonde, auf den Jupiter fiel und der Mond selbst später dann noch vor die Jupiterscheibe trat. Während es bei mir leicht neblig wurde und somit an eine Beobachtung leider nicht zu denken war, berichtete Bernd Weisheit, dass es bei ihm zwar auch diesig und feucht war, aber eine Beobachtung trotzdem möglich war. Gerade wegen dieser Wetterlage war die Luftunruhe sehr klein und betrug zeitweise nur 1–2 Bogensekunden, ein ausgezeichneter Wert für unsere Region. Nachfolgend sein Beobachtungsbericht für diese Nacht: Von Mitternacht bis gegen 4 Uhr konnte ich aus- Äquatorialband SEB war an seinen Rändern noch mit jeweils hauchfeinen Strichen sichtbar. Die dunklen Nord- und Südkappen zerfielen in jeweils 4 bis 5 zarte Einzelbänder. Das noch sichtbare nördliche Äquatorialband zeigte einige schöne Einbuchtungen, die in der ruhigen Luft stabil und permanent visuell gehalten werden konnten. In der hellen mittleren Äquatorialzone waren einige graue Girlanden zu sehen, die leicht zu erfassen waren. Am Rand der dunklen Südpolregion waren zudem noch zwei große dunkle Ovale erkennbar, die merklich die dortige Bänder/Zonnenstruktur störten. Die rechts neben Jupiter übereinander stehenden Monde Io und Ganymed konnten zweifelsfrei als unterschiedlich große Scheibchen beobachtet werden. Die links von Jupiter stehenden Europa warf ab 2 Uhr ihren Schatten auf die Jupiteroberfläche, der als tiefschwarzer, scharfer Fleck sichtbar war. Gegen drei Uhr trat Europa dann auch selbst vor die Jupiterscheibe und blieb als deutlich helleres, kleines "Sternchen" vor dem jetzt hellen SEB erkennbar. Zeitgleich rotierte jetzt auch der blasse GRF auf die beobachtbare Jupiterseite. Für mich kam dann ein guter Abend genau eine Woche später, am 20. auf den 21. August. Auch hier war die Luftunruhe sehr klein und Jupiter bot einen wirklich detailreichen Anblick im Okular. Selbst bei großen Vergrößerungen konnte ich noch bequem beobachten und die Einzelheiten studieren. Auffallend war sofort das immer noch „fehlende“ südliche Äquatorband SEB (im dem der große rote Fleck zu finden ist) sowie das ausgeprägte nördliche Gegenstück. In diesem war ein leichter, Jupiter mit Schatten von Europa. Europa selbst ist links, Io rechts oben und Ganymed rechts unten diagonaler Streifen erkennbar und helle Reführlich Jupter beobachten. Das verschwundene Foto: Berndheller Weisheit 13 Beobachtergruppe, Vorträge gionen Richtung Äquator. Noch weiter nördlich im NTB waren einige dunkle Flecke zu sehen. Im Süden war ein dunkles Band zu sehen, das sich aber nicht komplett von Rand zu Rand erstreckte, sondern nur etwa die Hälfte des sichtbaren Bereichs überdeckte. Alle vier galileischen Monde befanden sich in dieser Nacht nahe bei Jupiter, drei davon recht nahe beieinander auf einer Seite. So packte ich auch meine Kameras aus und nutzte die Gunst der Stunde für ein paar Aufnahmen. Zunächst bemühte ich meine (eigentlich als Nachführkamera gekaufte) QHY5 zusammen mit diversen Filtern von Blau über Orange nach Rot und H–Alpha (6nm). Danach kam auch noch meine gute WebCam ToUCam zum Einsatz für ein paar schöne Farbaufnahmen. Bei der Auswertung der Bilder am Wochenende danach wurde klar, dass ein paar sehr schöne Aufnahmen herausgekommen sind, die Lust auf mehr Jupiter machen. (mt, bw) Jupiter am 21.8. im Blaufilter. Dominant ist das dunkle nördliche Äquatorialband mit dem leicht hellen Streifen rechts nahe des Randes Foto: Martin Tischhäuser Jupiter mit den Monden Europa (links), Io (rechts), Ganymed (rechts unten) und Callisto (rechts oben) aufgenommen mit der WebCam; Foto: Martin Tischhäuser Vorträge 3.September: Unser Kosmos – das neue Bild vom Universum Bernd Weisheit nimmt uns mit auf eine Reise vom 1.Oktober: Titan: Die Cassini/Huygens–Mission Bernd Vogt wird uns einen Überblick über die Ergebnisse der Saturn-Doppelmission Cassini/Huy- Sonnensytem bis hinaus in die Weiten des Weltraums. Die Show mit vielen aktuellen Grafiken und Weltraumbildern zeigt uns unsere heutige Vorstellung vom Weltraum. gens geben, bei denen die Muttersonde Cassini die kleine Huygens–Sonde auf den Mond Titan abstürzen lies und als Relaisstation dessen Bilder an die Erde funkte. Cassini selbst forscht heute noch im Saturnsystem. 14 Beobachtungsobjekte Beobachtungsobjekte Himmelsansicht am 1. Oktober um 22 Uhr MESZ Beobachtungsobjekte im Herbst Der Herbst präsentiert uns in diesem Jahr den größten Planeten unseres Sonnensystems, Jupiter, zur abendlichen Beobachtung. Am 21. September steht er in Opposition und ist damit sogar die ganze Nacht durch bestens zu beobachten. Schon mit kleineren Geräten lassen sich Wolkenstrukturen erkennen und bei guter Luftruhe, die man ja im Herbst des öfteren geniessen kann, sollte man die Vergrößerung bis zur Grenze des Instruments ausreizen um immer feinere Details zu erkennen. Wer ausdauernd ist kann während der Nacht das komplette Antlitz anschauen, da er sich in knapp 10 Stunden einmal um die eigene Achse gedreht hat. Nahe bei Jupiter findet man in diesem Jahr auch Uranus, der nur ein wenig nördlicher seine Oppositionsschleife zieht. Im September kann man den 3,7" groß erscheinenden Gasplaneten knapp ein Grad nördlich des Jupiter als grünliches, 5,7m hel- les Scheibchen entdecken. Damit ist er auch mit kleinen Instrumenten gut zu sehen. Als dritten im Planetenbunde kann man den Frühaufstehern Merkur ans Herz legen. In den Tagen um den 19. September lässt er sich kurz vor der Morgendämmerung tief im Osten erspähen. Wer schon mal so früh auf ist kann noch ein paar Minuten drauflegen und den Kometen 103P/Hartley 2 anschauen. Er bewegt sich nördlich des Pegasus durch Andromeda Richtung Cassiopeia und erreicht etwa die 7.–8. Größe. Für den Wassermann ist nun eine gute Beobachtungszeit und dort befinden sich auch einige interessante Objekte. Der Kugelsternhaufen M2 und der Helixnebel NGC7293 sind schöne Beobachtungsziele, aber auch der Saturnnebel NGC7009 sowie der naheliegende schwache Kugelsternhaufen M72 liegen in diesem Sternbild. (mt) Verschiedenes 15 Verschiedenes Ejnar Hertzsprung (1873-1967) wurde am 8. Oktober 1873 in Frederiksborg nahe der dänischen Hauptstadt Kopenhagen geboren und starb am 21.10. 1967 in Tollose (Dänemark). Da sein Vater, obwohl selbst studierter Astronom, die Himmelskunde für wenig einträglich hielt — schließlich hatte er den Beruf zugunsten der sicheren Stellung als Finanzbeamter aufgegeben — drängte er seinen Sohn, statt des angestrebten Astronomie- und Mathematikstudiums am Kopenhagener Polytechnikum Chemie zu studieren. Nach dem Staatsexamen (1898) und einigen Jahren Tätigkeit als Chemiker in St. Petersburg zog es Ejnar Hertzsprung 1901 nach Leipzig, wo er bei Prof. Wilhelm Ostwald (1853–1932) Grundkenntnisse der Photochemie erwarb. Doch schon ein halbes Jahr danach kehrte er nach Kopenhagen zurück, entschlossen, sich nun doch der Astronomie zu widmen. Der deutsche Astrophysiker Karl Schwarzschild (1873-1916) erfuhr bald von der Begabung Hertzsprungs auf astrophysikalischem Gebiet und sorgte dafür, dass dieser 1909 zum außerordentlichen Professor der Universität Göttingen ernannt wurde. Wenige Monate später wechselte Schwarzschild als Direktor zum Astrophysikalischen Observatorium nach Potsdam und nahm Hertzsprung als Observator mit. Die sehr fruchtbare Zusammenarbeit beider Wissenschaftler dauerte leider nur sehr kurze Zeit, denn am 11. Mai 1916 starb Schwarzschild in Potsdam. Hertzsprung hat mit seiner Forschung wichtige Beiträge zur Entwicklung der modernen Astrophysik geleistet. Bereits 1905 definierte er mit der absoluten Helligkeit ein Maß für die Leuchtkraft eines Sterns. Außerdem entdeckte er, dass bei Sternen gleicher Oberflächentemperatur Riesensterne und Zwergsterne auftreten können, womit er ein Klassifizierungsmerkmal schuf. 1909 arbeitete Hertzsprung an Oberflächentemperatur–Leuchtkraft– Beziehungen. Um die Frage zu klären, ob es kalte und heiße leuchtkräftige Sterne gibt, entwickelte er ein Temperatur-Leuchtkraft-Diagramm. 1911 entdeckte Hertzsprung geringe Helligkeitsschwankungen des Polarsterns, womit er ihn den DeltaCepheiden (Sterne mit periodischem Wechsel der Helligkeiten) zuordnen konnte. 1913 gelang ihm die erste Entfernungsbestimmung der Kleinen Magellanschen Wolke anhand der Perioden-Leuchtkraft-Beziehung von Henrietta Swan Leavitt. Die berechnete Entfernung von etwa 3000 Lichtjahren war jedoch fehlerhaft. Ebenfalls 1913 erfuhr sein Temperatur-Leuchtkraft-Diagramm durch Henry Norris Russell eine Überarbeitung und angemessene Publikation (Hertzsprung-Russell-Diagramm, HRD). 1915 widmete sich Hertzsprung den Doppelsternen, zu deren Beobachtung er ein fotografisches Präzisionsverfahren entwickelte. Dabei entdeckte Hertzsprung auch den Asteroiden (1702) Kalahari. Außerdem fand er eine Beziehung zwischen Masse und Leuchtkraft, die er 1919 in allgemeiner Form für die Hauptreihensterne des HRD formulierte. Er selbst bestimmte die Lichtkurve von über 10 000 veränderlichen Sternen. Ejnar Hertzsprung, der sich in seinem langen Forscherleben vielen Teilbereichen der Astronomie gewidmet hatte, wie der Photometrie, den absoluten Sterngrößen, den Eigenbewegungen und Radialgeschwindigkeiten von Sternen, den Parallaxen weit entfernter Sterne oder der Bestimmung der Entfernung zur kleinen Magellanschen Wolke und ab 1938 den Doppelsternen, hatte 1909 im Ansatz richtig erkannt, dass für die meisten Sterne ein Zusammenhang zwischen seiner Leuchtkraft und seiner Spektralklasse besteht. Er hatte die Entwicklung der Stellarastronomie Anfang des 20. Jahrhunderts auf fast allen Gebieten beeinflusst und weiterentwickelt. 1929 wurde er mit der Goldmedaille der Royal Astronomical Society ausgezeichnet. Ejnar Hertzsprung starb am 21. Oktober 1967 in Tollose auf der dänischen Insel Seeland. (ws) 16 Heiter bis wolkig Über die Konstruktion eines Bewölkungssensors Amateurastronomen haben früher mit einem einfachen Teleskop und einer Sternkarte in Papierform auf dem Feld beobachtet. Seit längerer Zeit bedient man sich umfangreicher Computertechnik, um die Beobachtungen mit dem eigenen Instrument zu vereinfachen. Auf dem Laptop steht ein kompletter Sternkatalog zur Verfügung, der den aktuellen Himmel und die Konstellationen über dem Beobachter, mit Hilfe der Ortszeit und den Längenund Breitengraden eines Standortes, berechnen kann. Das Anfahren von Objekten und die Nachführung werden von kleinen Schrittmotoren an der Teleskopmontierung gesteuert. Für astrofotografische Aufnahmen kommen digitale Spiegelreflexkameras oder Webcams zum Einsatz. Einzig die automatische Erfassung der Bewölkung, eine der wichtigsten praktischen Kenngrößen für Amateurastronomen, verschließt sich noch der computergestützten Datenerfassung. Da es in unseren Breiten nur wenige wirklich klare Beobachtungsnächte gibt, muss der Amateurastronom sehr spontan auf Wetterveränderungen reagieren können und er muss in der Lage sein, diese im Voraus möglichst genau einzuschätzen. Das im Folgenden dargestellte Sensorkonzept nimmt sich dieser Herausforderung an. Wie scannt man eine Wolke? Im Rahmen einer Projektarbeit an der Hochschule Pforzheim wurde ein Sensor zur Erfassung des Bewölkungsgrades am Himmel entwickelt. Dadurch wird eine automatische Erfassung und Einschätzung der Himmelsqualität, insbesonders die Sichtbarkeit der Sterne, über einem Standort möglich. Das ist immer dann von Vorteil, wenn man die Sichtverhältnisse an einem Beobachtungsort einschätzen will, an dem man sich gerade nicht befindet, um etwa herauszufinden ob sich eine Anfahrt dorthin lohnt oder nicht. Außerdem kann der Sensor auch im heimischen Garten wertvolle Dienste leisten, da er über den gesamten Tagesverlauf die Wolkenbedeckung erfasst, und so hilft die Stabilität des Wetters besser einzuschätzen und eine klare Beobachtungsnacht frühzeitig zu erkennen und zu planen. Es ist außerdem möglich bei Langzeitbelichtungen, wie sie etwa für Deepsky-Aufnahmen Verschiedenes nötig sind, das Gerät auch mal kurz zu verlassen und vor aufziehenden Wolken dann durch einen Alarm benachrichtigt zu werden, um die Ausrüstung noch rechtzeitig abbauen zu können. Das Sensorkonzept beruht auf der Forschungsarbeit von Teresa Spreitzer, von der McGill University, Department Of Physics in Montreal, Canada. Sie hat in ihrer Masterthesis die Möglichkeiten untersucht, wie mit Hilfe von Thermopile-Elementen und der von Wolken emittierten Infrarotstrahlung, eine Aussage über die Qualität des Nachthimmels gemacht werden kann. Dasselbe Konzept nutzt auch Thomas Tuchan aus Ulm für seine Astrowetterstation. (siehe Literaturangaben) Physikalische Rahmenbedingungen Eine Wolke ist nichts weiter als Wasserdampf, also Wasser in gasförmigem Zustand. In der wolkenlosen Atmosphäre befinden sich zwar auch in nicht unerheblicher Menge Wassermoleküle in gasförmigem Zustand, in einer Wolke ist die Konzentration aber noch wesentlich höher. Wasser ist außerdem ein nahezu idealer Wärmespeicher, er kann Wärmeenergie sehr schnell aufnehmen und auf längere Zeit speichern. Dies funktioniert umso besser, je größer die Menge des Wassers — und damit die Kapazität des Wärmespeichers — ist. Wolken nehmen die Wärmestrahlung vom Boden, von Molekülen in der Atmosphäre und natürlich von der Sonne auf und erwärmen sich. Ein Teil der Wärmestrahlung wird von den Wolken einfach nur reflektiert und zum Boden zurück geworfen (Treibhauseffekt). Das funktioniert so gut, dass Wasserdampf als sogar noch schlimmeres Treibhausgas als CO2 gilt, da es in erheblichem Maße zur Erwärmung der Erdatmosphäre beiträgt. Wenn man das Prinzip ausnutzt, dass Wolken Wärmestrahlung emittieren, kann man warme Bereiche am Himmel als Wolken und kalte Bereiche als wolkenlos interpretieren. Der Thermopile Als Sensorelement kommt der TPS334 von Perkin Elmer zum Einsatz. Im Gehäuse ist der Thermopile-Sensor sowie ein herkömmlicher NTC-Widerstand untergebracht. Letzterer kann benutzt werden um die Temperatur des Sensorgehäuses selbst zu messen. Der Thermopile besteht im Inneren aus einer Serienschaltung von etwa 100 winzigen Thermoelementen (engl. Thermocouples). Diese bestehen 17 Verschiedenes aus zwei unterschiedlichen Metallen und machen sich den Umstand zu Nutze, dass in einem Metall, welches ein Temperaturgefälle aufweißt, eine elektrische Spannung entsteht (Thermoelektrischer Effekt oder Seebeck-Effekt, siehe Literaturangaben). Der Thermopile funktioniert also als Spannungsquelle in Abhängigkeit von der einfallenden IRStrahlung. Vorbereitende Testmessungen In einem Zeitraum von November 2009 bis Anfang März 2010 wurde mit einem kommerziell erhältlichen Infrarot-Temperaturmessgerät mehrfach täglich die Himmelstemperatur erfasst. Dabei wurden Referenzdaten für die unterschiedlichsten Wetterbedingungen und Umgebungstemperaturen gesammelt. Durch die manuelle Datenerfassung zeigte sich schnell, dass der Temperaturunterschied zwischen bewölktem und unbewölktem Himmel recht groß ist. Selbst unter ungünstigen Bedingungen, etwa bei Schleierwolken die teilweise transparent waren, betrug dieser Unterschied mindestens 10 Kelvin. Die wärmste Wolke, die erfasst wurde, war +9°C warm, während die kälteste gemessene Temperatur eines klaren Himmels im Januar -40°C betrug. Tiefere Werte konnte das Handmessgerät nicht erfassen. Die klare Himmelstemperatur im April bei 10°C Umgebungstemperatur betrug immerhin -22°C. Nachts konnte ein klarer Himmel dann noch mal um ein paar Grade absinken, im Vergleich zum gleichklaren Himmel am Tag. Durch die vorbereitenden Referenzmessungen konnte somit gezeigt werden, dass eine Unterscheidung zwischen klarem und bewölktem Himmel unter allen Witterunsbedingungen möglich ist. Das Sensorsystem Aus der Planung für die Konstruktion eines Prototyps ergaben sich drei Hauptkomponenten, welche entwickelt, aufgebaut und die nötige Software implementiert wurde: Eine analoge Sensoreinheit kümmert sich um die Verstärkung und Filterung der Signale vom Thermopile. Eine digitale Mikrocontrollerschaltung übernimmt das Einlesen und Umwandeln der Messwerte in eine maschinenlesbare Form sowie die Weitergabe an den PC. Beide Platinen sind nicht viel größer als eine Kreditkarte und werden in Sandwichbauweise übereinander gesteckt. Zur Spannungsversorgung reicht ein 9VBlock aus, die den gesamten Aufbau einen Tag Das Sensorsystem mit den zwei Platinen lang mit Strom versorgen kann. Die Messdaten werden über eine serielle Schnittstelle an die PCSoftware übertragen und dort grafisch aufbereitet bzw. auf der Festplatte abgespeichert. Firstlight Schon bei ersten Tests im Raum zeigte sich dass der Sensor sehr empfindlich auf Veränderungen seiner Wärmeumgebung reagiert. Eine menschliche Hand in einer Höhe von über einem Meter über der Sensoröffnung war als deutlicher Spannungsanstieg auf dem Oszilloskop zu erkennen. Dann ging es daran den Sensor endlich unter freiem Himmel zu testen. Die Spannung war natürlich groß. Würde er empfindlich genug sein um Wolken detektieren zu können? Wie groß war die Dynamik zwischen bewölktem und unbewölktem Himmel mit der aufgebauten Schaltung? Am Tag der ersten Messungen unter freiem Himmel zeigten sich einige dünne und dickere Quellwolken am Himmel, sowie wolkenlose Ausschnitte mit tiefblauer Färbung. Durch manuelles Ausrichten des Sensors war es also nun möglich verschiedene Bewölkungssituationen zu vergleichen. Und tatsächlich, die Veränderung der Messkurve auf dem Laptop war mit einem Spannungsunterschied von über 100mV riesig. Die Wolken konnten also problemlos detektiert werden und es gab mehr als genug Spielraum für Zwischenwerte. Kalibrierung und Kompensation der Umgebungstemperatur Im Folgenden wurde außerdem eine einfache Kali- 18 Verschiedenes brierung der Sensorwerte vorgenommen, sodass auch eine Aussage über die tatsächliche gemessene Temperatur gemacht werden kann - bisher wurden ja lediglich Spannungswerte miteinander verglichen. Der Thermopile kann lediglich den Unterschied zwischen seiner eigenen Temperatur und der des zu messenden Objektes ermitteln. Verändert sich nun die Temperatur des Sensors selbst, etwa durch Abkühlung in der Nacht und durch Aufheizen am Tage, so sind die Werte natürlich nicht mehr miteinander vergleichbar. Außerdem ergibt sich bei angenommener gleicher Bewölkungssituation eine instabile Messkurve über der Zeit. Darum wurde eine softwareseitige Kompensation der Umgebungstemperatur vorgenommen. Gehäusetemperatur und Messwert des Thermopile werden nun so miteinander verrechnet, dass sich bei gleich bleibender Bewölkungssituation eine stabile Kurve einstellt. ren und bedeckten Himmel ermittelt werden. Hier sind dann Zusammenhänge mit Umgebungstemperatur, Luftdruck und Luftfeuchte zu finden, um durch Einbeziehung dieser Werte noch bessere Aussagen über den Bewölkungsgrad machen zu können. Sobald die Daten bei allen Wetterlagen vergleichbar sind, könnte man daran gehen eine feste Umrechenvorschrift zwischen Bewölkungsgrad und der visuellen Grenzgröße zu finden. Daraus könnte man dann sogar eine Abschätzung der momentan sichtbaren Sterne ableiten. Um den Sensor wirklich in der Praxis einsetzen zu können sind außerdem zwei Wege denkbar: Entweder die Weiterentwicklung zu einer mobilen Variante, beispielsweise mit integrierter Alarmfunktion für aufziehende Wolkenfronten oder als stationäre Variante, welche beispielsweise ihre aufgezeichneten Daten einer Gruppe von Benutzern über eine Webseite zugänglich macht. Ausblick Literaturangaben Inzwischen wurde der Sensoraufbau in den Prototyp eines wetterfesten Gehäuses verpackt um auch über längere Zeit Messungen unter freiem Himmel durchführen zu können. Sobald eine größere Menge von Messdaten über einen längeren Zeitraum vorliegt, können auch die zu erwartenden Schwankungen der Werte für kla- Der vorliegende Beitrag umreißt das Projekt nur ganz grob. Wer sich für die physikalische Wirkungsweise des Sensors und für die technische Realisierung, sowie einige Fotos interessiert, findet eine umfangreiche Dokumentation auf meiner Webseite: http://meweb.bplaced.net/meweb (me) Weitere Literaturangaben: Artikel zum Seebeck-Effekt auf Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelektrizität Systematik des Sensorkonzepts: http://hep.physics.utoronto.ca/TeresaSpreitzer/thesis_final.ps.gz Astrowetterstation von T. Tuchan (Vorlage und Inspiration): http://www.sternhimmel-ueber-ulm.de/ 19 Termine Termine Astronomische Vorschau 14. September Pluto stationär, wird rechtläufig (Ende der Oppositionsschleife) 18. September Mond bedeckt Rho Cap (4,9m), Eintritt an dunkler Seite (19.35 MESZ) 18. September Mond: Goldener Henkel sichtbar am frühen Abend (Juraberge beleuchtet) 19. September Jupiter nahe Uranus (Abstand 48,5') 19. September Merkur: maximale Elongation, Morgensichtbarkeit 21. September Uranus in Opposition (Entfernung 19 AE, Helligkeit 5,7m) 21. September Jupiter in Opposition (Entfernung 4 AE, Helligkeit -2,9m) 23. September Mond bedeckt 19 Psc (5,0m) Austritt an dunkler Seite (2.23-3.30 MESZ) 23. September Tagundnachtgleiche (5.09 MESZ) 27. September Venus: größte Helligkeit (-4,6m) 27. Oktober Mond bedeckt Propus (1 Gem, 4,3m), Austritt an dunkler Seite (21.50–22.26 MESZ) 7. November Neptun stationär, wird rechtläufig (Ende der Oppositionsschleife) 16. November Mond: Goldener Henkel sichtbar am frühen Abend (Juraberge beleuchtet) 16. November Mond bedeckt 19 Psc (5,0m), Eintritt an dunkler Seite (20.59–22.16 MEZ) 18. November Jupiter stationär, wird rechtläufig (Ende der Oppositionsschleife) 21. November Mond bedeckt Zeta Ari (4,9m), Eintritt an dunkler Seite (06.02–06.56 MEZ) 24. November Mond bedeckt Propus (1 Gem, 4,3m), Austritt an dunkler Seite (04.22–05.18 MEZ) 25. November Mond bedeckt 81 Gem (4,9m), Austritt an dunkler Seite (21.03–21.50 MEZ) 30. November Mond bedeckt 87 Leo (4,8m), Austritt an dunkler Seite (02.09–03.04 MEZ) 2. Dezember Venus: größte Helligkeit (-4,7m) 6. Dezember Uranus stationär, wird rechtläufig (Ende der Oppositionsschleife) 12. Dezember Frühester Sonnenuntergang des Jahres (16.29 MEZ) 16. Dezember Mond: Goldener Henkel sichtbar am frühen Abend (Juraberge beleuchtet) 21. Dezember Teilweise Mondfinsternis (totale Phase nach Monduntergang) 8.19 MEZ 21. Dezember Mond bedeckt Tejat Posterior (Mu Gem, 2,9m), Austritt dunkle Seite (18.16–19.11 MEZ) 22. Dezember Wintersonnenwende (0.39 MEZ) 23. Dezember Mond bedeckt 81 Gem (4,9m), Austritt an dunkler Seite (06.08–06.59 MEZ) Veranstaltungen und Treffen 3. September Monatstreffen des AAP im Pforzheimer Kulturhaus Osterfeld – Vortrag "Unser Kosmos – das neue Bild vom Universum" (20 Uhr) von B. Weisheit 8. September Öffentliche Führung der Sternwarte Nordschwarzwald in Bieselsberg (ab 21 Uhr) 11. September Vereinsinternes Sommerfest des AAP (ab 14 Uhr) 12. September 4. Bieselsberger Spezialitätenwanderung (10 – 18 Uhr) Impressum 20 15. September Beobachterstammtisch im Gasthaus Erzkopf, Huchenfeld (20 Uhr) 22. September Öffentliche Führung der Sternwarte Nordschwarzwald in Bieselsberg (ab 21 Uhr) 1. Oktober Monatstreffen des AAP im Pforzheimer Kulturhaus Osterfeld – Vortrag "Titan: Die Cassini/Huygens–Mission" (20 Uhr) von B. Vogt 6. Oktober Öffentliche Führung der Volkssternwarte Keplergymnasium (20 Uhr) 13. Oktober Öffentliche Führung der Sternwarte Nordschwarzwald in Bieselsberg (ab 20 Uhr) 20. Oktober Beobachterstammtisch im Gasthaus Erzkopf, Huchenfeld (20 Uhr) 23. Oktober Regionaltagung in Durmersheim (ab 10 Uhr) 27. Oktober Öffentliche Führung der Sternwarte Nordschwarzwald in Bieselsberg (ab 20 Uhr) 3. November Öffentliche Führung der Volkssternwarte Keplergymnasium (20 Uhr) 5. November Monatstreffen des AAP im Pforzheimer Kulturhaus Osterfeld – Kurzvortrag "Das Teleskopprojekt in Bieselsberg" (20 Uhr), anschließend Fragestunde 10. November Öffentliche Führung der Sternwarte Nordschwarzwald in Bieselsberg (ab 20 Uhr) 17. November Beobachterstammtisch im Gasthaus Erzkopf, Huchenfeld (20 Uhr) 24. November Öffentliche Führung der Sternwarte Nordschwarzwald in Bieselsberg (ab 20 Uhr) 1. Dezember Öffentliche Führung der Volkssternwarte Keplergymnasium (20 Uhr) 3. Dezember Monatstreffen des AAP im Pforzheimer Kulturhaus Osterfeld – kein Vortragsprogramm 8. Dezember Öffentliche Führung der Sternwarte Nordschwarzwald in Bieselsberg (ab 20 Uhr) 15. Dezember Beobachterstammtisch im Gasthaus Erzkopf, Huchenfeld (20 Uhr) Impressum Die Astro–News erscheinen quartalsweise in einer Auflage von 150 Exemplaren und dienen zur Information von Mitgliedern, Freunden und Förderern des Astronomischen Arbeitskreises Pforzheim 1982 e. V. (AAP) Vereinsanschrift: Redaktion: Astronomischer Arbeitskreis Pforzheim 1982 e. V. Martin Tischhäuser z.Hd. Sylja Baalmann Silcherstraße 7 Rotestraße 22 72218 Wildberg 75334 Straubenhardt Bankverbindung: Konto 19 12 100, Sparkasse Pforzheim (BLZ 666 500 85) Redakteure: Martin Tischhäuser (mt), Martin Stuhlinger (ms), Wolfgang Schatz (ws), Bernd Weisheit (bw), Maximilian Engelsberger (me), Werner Löffler (wl) Auflage: 150 Exemplare Redaktionsschluss für die nächste Ausgabe: 20. November 2010 Der AAP im Internet: http://www.aap-pforzheim.de http://www.sternwarte-bieselsberg.de http://www.sternwarte-nordschwarzwald.de © 2010 Astronomischer Arbeitskreis Pforzheim 1982 e. V.
