Uebung 1

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Einführung in die Astronomie und Astrophysik I, WS 2013/14
Dozenten: Henrik Beuther & Christian Fendt
Tutoren: Christian Baczynski, Daniel Bialas, Elena Kozlikin, Alison Mitchell, Qian Qian, Anders Thygesen
1. Übung
Besprechung und Abgabe am Donnerstag, den 31.10., bzw. am Montag, den 4.11. 2013
In dieser 1. Übung soll ein Gefühl für verschiedene ”astronomische” Zahlen und Größenordnungen
entwickelt werden, ebenso der Standpunkt des Menschen auf der Erde in Relation zum scheinbaren
Lauf der Sterne am Himmel verstanden werden.
Zur Rechnung benötigte Daten sind gewöhnlicherweise auf den Folien zu finden, werden aber teilweise
auf dem Übungsblatt angegeben, oder müssen nachgeschlagen werden (Buch, Internet).
Es wird immer 10 Punkte pro Übungsblatt geben.
1
Astronomische Längenskalen (1P)
Benennen Sie drei typische astronomische Längeneinheiten, und rechnen Sie sie gegenseitig um. In
diesen drei Einheiten, wie weit ist es jeweils bis zum nächsten Stern, wie weit bis zum äußersten
Planeten des Sonnensystems, wie weit bis zur Nachbargalaxie Andromeda (Daten ggfs. nachschlagen).
In der zweiten Vorlesungstunde ging es zumeist um Sterne. Welche der gerade diskutierten Längeneinheiten sind für welchen astronomischen Objekte interessant? (Erinnern Sie sich an die schönen Bilder
der ersten Vorlesungsstunde).
2
Winkelmessung (2P)
Wie groß ist der Winkeldurchmesser der Sonne am Himmel (Sonnenradius 696342 km)? Schätzen
sie den Winkeldurchmesser des Mondes ab (mit Begründung). Prüfen Sie ihre Schätzung mit einer
Rechnung (Daten ggfs. nachschlagen).
Optische Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraum-Teleskop erzielen eine Auflösung von etwa 0.1
Bogensekunden. Wie weit würde ein Stern wie unsere Sonne stehen, wenn er damit gerade NICHT
aufgelöst werden könnte.
1
3
Bewegung ist relativ (1P)
Wie schnell bewegen Sie sich gerade?
4
Position von Himmelsobjekten (1P)
Was bedeutet ”die Sonne steht im Sternbild Fische”? Können wir das beobachten?
Die Sonne ist kein ”Fix-Stern”, sondern ändert ihre Position an der Himmelskugel über das Jahr. Was
sind die Koordinaten der Sonne (Rektaszension und Deklination) am 21.3.2014?
5
Eigenbewegung (2P)
Barnards Stern besitzt die größte bekannte Eigenbewegung (Position 2013: α = 17h57m48, 5s, δ =
+04◦ 41′ 36, 2′′ ). Wie groß ist die Änderung seiner Himmelskoordinaten (α, δ) pro Jahr?
Wieviele Jahre braucht er, um uns 10% seiner Entfernung näher zu kommen?
6
Sichtbarkeit von Himmelsobjekten (1P)
Sie möchten folgende drei Galaxien mit dem Very Large Telescope (Cerro Paranal, geogr. Länge
λ = 289.6 O, geogr. Breite φ = −24.6) beobachten:
• 3C 273, α = 12h 29m 06s .69973, δ = +02◦ 03′ 08.5982′′
• NGC 1068, α = 02h 42m 40s .83, δ = −00◦ 00′ 48.4′′
• NGC 4151, α = 12h 10m 32s .73, δ = +39◦ 24′ 19.6′′
Bestimmen Sie die maximale Höhe der Objekte über dem Horizont bei Kulmination.
7
Zenitdistanz (1P)
NGC 4151 wird am 1. Mai 2013 um etwa 4:50 Uhr (UT) am Paranal kulminieren. Wie ist die Sternzeit
für das Observatorium zu diesem Zeitpunkt? Welche Zenitdistanz hat zu diesem Zeitpunkt 3C 273?
8
Parallaxe (1P)
Das Hubble-Weltraum-Teleskop kann Sternpositionen auf 0.1 Bogensekunden genau vermessen. Bis zu
welcher Entfernung können damit durch den Parallaxeneffekt Sternentfernungen bestimmt werden?
Der Gaia-Satellit soll im Wintersemester 2013 starten: Geplanter Startdatum ist der 17.12.2013 (siehe
Countdown auf http://sci.esa.int/gaia/). Welcher Sternentfernungen kann dieser durch den Parallaxeneffekt gerade noch messen?
2
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