Astronomie für Nicht-Physiker Vorlesungsplan SS2013 18.4. Astronomie heute: Just, Fendt 25.4. Sonne, Erde, Mond: Fohlmeister 2.5. Das Planetensystem: Fohlmeister 16.5. Teleskope, Bilder, Daten: Fendt 23.5. Geschichte der Astronomie: Just 6.6. Sterne - Zustandsgrößen: Fendt 13.6. Sterne - Entwicklung: Fendt 20.6. Die Milchstraße: Just 27.6. Astrochemie und Leben: Fendt 4.7. Galaxien: Just 11.7. Aktive Galaxien, Quasare und Schwarze Löcher: Fendt 18.7. Urknall und Expansion des Universums: Just 25.7. Weltmodelle: Just 1.8. Besuch MPIA/LSW und HdA: Fendt Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 1 Inhalt Entfernungsbestimmung “Das fundamentale Problem” in der Astronomie Aufbau der Milchstraße Erscheinungsbild der Milchstraße Bauch, Halo und Dunkle Korona Galaktische Scheibe Sternpopulationen Interstellares Medium Spiralarme Entwicklung der Milchstraße Materiekreislauf/Elementanreicherung Milchstraßenmodell (aktuelle Forschung: A. Just) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 2 Maßeinheiten Zeit: 1 Jahr = 1a = 1yr = 31,56 Millionen Sek. Länge: 1 Parsek = 1pc = 206265AE =3,26Lj = 3,09∙1013km Geschwindigkeit: 1km/s = 3600km/h ≈ 1pc/Myr Masse: 1 Sonnenmasse = 2∙1030kg Astronomische Einheit ( = Basismaßstab ) Physikalisch: A=499,004782 Lichtsekunden=149597870km Große Halbachse (Erdbahn): aErde=1,0000000031A Kleine Halbachse b (Erdbahn): aErde=1,00014 bErde Astronomische Einheit: 1AE = 149,6 Millionen km SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 3 Die Entfernungsleiter Stufe Bereich Methode / Objekte 0. 1 AE Abstand Erde-Sonne, 500 Lichtsekunden 1. 10 Lichtminuten Lichtlaufzeit/Erddurchmesser, Abstand zu Mond, Venus, Mars 2. 5 Lichtstunden Lichtlaufzeit, Keplergesetze, Satellitenpositionen, andere Planeten 3. 100 pc Trigonometrische Parallaxen, Strömungsparallaxen / sonnennahe Sterne, Hyadensternhaufen 4. 20 kpc Rotationsdistanzen / Gas, OB-Sterne in der Milchstraße 5. 1 Mpc Photometrie; HR-Diagramm; Hauptreihenanpassung / Sternhaufen, Nachbargalaxien 6. 20 Mpc Photometrie; veränderliche Sterne: Cepheiden, RR-Lyrae / lokales Universum 7. >1 Gpc Galaxienhaufenleuchtkraft; Supernovaleuchtkraft; Tully-FisherRelation; Fluchtgeschwindigkeit / Rotverschiebung (Hubble-Expansion des Weltalls / bis Rotverschiebung z>9) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 4 Entfernungsbestimmung Grundsatz: Vergleich absolute – relative Größe Trigonometrische Parallaxe Erdbahn – scheinbare Verschiebung am Himmel Absoluter – scheinbarer Durchmesser doppelte Entfernung = halber Durchmesser Photometrisch http://www.zum.de/Faecher/Materialien/gebhardt/astronomie/ Entfernungsmodul: Absolute – scheinbare Helligkeit doppelte Entfernung = ¼ Helligkeit (+1,5mag) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 5 Veränderliche Sterne Wichtigste Typen RR Lyrae (Periode < 1 d) Alte Metallarme Sterne Mira http://www.astro.uni-bonn.de/~gmaintz/ SS2013 Absolute Helligkeit MV≈+0.5mag Periode: 0,1 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 1 (Neuer Kosmos) 10Tage 6 Veränderliche Sterne Cepheiden (Periode P = 1-50 d) Massereiche metallreiche Sterne in später Entwicklungsphase Charakteristische Lichtkurve Periode-Helligkeits-Relation http://www.astronomynotes.com/ismnotes/s5.htm http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/grundwissen/16entfernung/cepheiden.htm SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 7 Dopplereffekt Rotverschiebung Dopplereffekt: Nullwellenlänge – beobachtete Wellenlänge z=Δλ/λ=Vr/c Kinematisch Emissionslinien Referenz/Laborquelle Absorptionslinien Stern Radialgeschwindigkeit Vr (absolut) – Eigenbewegung μ (relativ) Ausdehnung einer Kugel (Supernovaexplosion) Vr[km/s]=4.47μ[''/yr]∙r[pc] SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 8 Rotationskurve Milchstraßenscheibe Nur Radialgeschwindigkeit Vr verwertbar Junge Objekte und Gas auf Kreisbahnen Starre Rotation Umlaufzeit in allen Abständen gleich Vr konstant entlang der Sichtlinie differentielle Rotation Umlaufzeiten innen kürzer Vr hat Maximalwert am Tangentialpunkt = Kreisbahngeschwindigkeit am projizierten Abstand (daraus Rotationskurve Vrot(R) ) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 9 Rotationsparallaxe Entfernungen in der Milchstraßenscheibe Rotationskurve Vrot(R) Messung des Geschwindigkeitsdifferenz Stern-Sonne Maximum entlang des Sehstrahls Nur innerhalb Sonnenbahn verwendbar Radialgeschwindigkeitsverteilung auf Sehstrahl Vr Position auf Sichtlinie zweideutig Entscheidung durch Durchmesser Sonne SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 10 Milchstraße im Visuellen Sterne + Dunkelwolken http://www.herzberger-teleskoptreffen.de/8-htt/nacht.php SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 11 Milchstraße im Infrarotlicht Scheibe Sterne und Staubwolken (orange: unauffälliger) Im Antizentrum perspektivisch aufgeweitet Nahe Sterne über Himmel verteilt Bauch (‚bulge‘): zentrale Verdickung SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 12 Milchstraßenband In allen Wellenlängenbereichen 360º Großkreis-Band am Himmel (20º breit) Radio Infrarot Optisch Röntgen Gammastrahlung http://science.nasa.gov/newhome/headlines/features/ast20apr99_1.htm SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 13 Struktur der Milchstraße (MW) Wilhelm Herschel 1785 Milchstraße abgeflachtes, ausgefranstes System mit Sonne im Zentrum Zentraler Bauch im Sternbild Schütze schon bekannt Andere Nebel ähnlich: auch eigene Sternsysteme Jacobus Kapteyn um 1910 1. internationales Programm zur Himmelsdurchmusterung MW abgeflachte Scheibe mit Sonne in der Mitte Harlow Shapley 1918 Durchmesser MW ca. 100.000 pc Kugelsternhaufen kugelförmig verteilt, aber Sonne nicht im Zentrum Robert Julius Trümpler 1929 Extinktion durch interstellaren Staub bei Sternhaufen Größe der MW viel kleiner Jan Hendrik Oort 1927 Rotation der MW um Zentrum durch Eigenbewegungen SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 14 Galaktische Komponenten Dünne und Dicke Scheibe Zentraler Bauch Sphäroidaler Halo Dunkle Korona SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 15 Bauch (Bulge) Zentrale Verdickung Hohe Sterndichte, hauptsächlich ‚Rote Riesen‘ beobachtet Staubextinktion bis AV=30mag http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap990911.html Galaktisches Zentrum Bilddurchmesser ≈6º (‘Baades Fenster’ im Sternbild Schütze, niedrige Extinktion) http://www.astroecke.de/classic/bulge_i.htm Astronomie für Nicht-Physiker: SS2013 Fendt/Fohlmeister/Just 16 Bauch Bulge Metallreich (bis 3fach solar), Masse 4∙1010MSonne Radius ≈ 1kpc (fließender Übergang zum Balken oder Halo?) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 17 Halo Sphäroidaler Halo (Abplattung 4:5) Niedrige Sterndichte; schwer identifizierbar Feldsterne RR Lyrae (Rote Riesen, variabel und leuchtstark) Schnellläufer in Sonnenumgebung Metallarme Sterne (Z< 1/10ZSonne = Anteil schwere Elemente) Kugelsternhaufen Ca. 150 bekannt SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 18 Kugelsternhaufen Eigenschaften N=104- 106 Sehr kompakt Alter >10Gyr metallarm M13 (Sternbild Herkules) M=5,8mag, d=20', D=8kpc SS2013 M5 (Sternbild Schlange) M=5,6mag, d=23' , D=8kpc Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 19 Dunkle Materie Dunkle Korona Material unbekannt Verteilung aus Kinematik Rotationskurve Kugelsternhaufensystem Blaue Überriesen RR Lyrae-Sterne Satellitengalaxien Form, Dichte, Masse Große Nachbargalaxie: Andromedanebel M31, Durchmesser 2º Dichteprofil im Zentrum flach 10% der Masse in Sonnenumgebung ist Dunkle Materie 30-50% der Masse innerhalb R=8kpc ist Dunkle Materie Dichteabfall nach außen sehr unsicher ‚Rand‘ bei R=70…300kpc (durch Einfluss der Nachbargalaxie Andromedanebel begrenzt) Gesamtmasse ≈1012MSonne, davon 40% innerhalb 60kpc SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 20 Galaktische Scheibe Feldsterne Im Raum verteilt Sternhaufen Interstellares Medium ISM Dunkelwolken Emissionsnebel http://apod.nasa.gov/apod/ap051204.html (Mitte: Proxima Centauri) http://apod.nasa.gov/apod/ap050605.html (Astronomy Picture of the Day) Astronomie für Nicht-Physiker: SS2013 Fendt/Fohlmeister/Just 21 Dünne Scheibe Hauptkomponente der Milchstraße Gesamtmasse Md~1011MSonne Massenverteilung Achsensymmetrische Scheibe Radiales Dichteprofil exponentiell • Dichte nimmt alle 3kpc auf 1/e=37% ab Durchmesser/Dicke 10:1 (Skalenlängen: 3kpc / 300pc) Gesamtmassendichte in Sonnenumgebung 0.1 MSonne/pc3 davon 40% in Sternen, 50% Gas, 10% Dunkle Materie Schichtdicke der Sterne steigt mit Alter ~100…1200pc Lokale Flächenbelegung 50MSonne/pc2 Position der Sonne Abstand zum Galaktischen Zentrum 8.0 kpc Höhe über der Mittelebene ~20pc SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 22 Feldsterne Sonnenumgebung (D<25pc) Farben-Helligkeitsdiagramm CMD (HertzsprungRussell-Diagramm HRD) ~3000 Sterne Hauptreihe verbreitert Unaufgelöste Doppelsterne Altersstreuung der Sterne Metallizitätsstreuung Populationsmischung in Alter Metallizität Kinematik Galaktische Komponenten Jahreiss, ARI SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 23 Sternhaufen Offene Sternhaufen 100-50000 Sterne, Durchmesser ≈ 10pc Relativ jung: 1Myr – 5Gyr (sehr selten) M50 (Messierkatalog, 1772) D=1kpc, Alter 80Myr Plejaden im Sternbild Stier N ≈ 500, D=130pc, Alter 100Myr http://apod.nasa.gov/apod/ap970128.html SS2013 http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap000227.html Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 24 Sternhaufen Hyaden (im Sternbild Stier) Nächster Sternhaufen (Kern: 10º Durchmesser am Himmel) N=700, D=44 pc Alter 625 Myr http://de.wikipedia.org/wiki/Hyaden_(Astronomie) (hellste Mitglieder rot, andere in blau) http://wiki.astro.com/astrowiki/de/Hyaden Astronomie für Nicht-Physiker: SS2013 Fendt/Fohlmeister/Just 25 Sternhaufen Arches und Quintuplet Sehr junge (3Myr), massereiche (10000MSonne) Sternhaufen in der Nähe des Galaktischen Zentrums SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 26 Sternhaufen Altersbestimmung Alle Sterne in einem Haufen sind gleich alt Abknickpunkt der Hauptreihe bestimmt Alter Entfernung aus Helligkeit der unteren Hauptreihe Alter/Metallhäufigkeit Offene Haufen • • • • 1Myr – 5Gyr 1/10 – 2x solar Sternentstehung kontinuierlich Metallizität steigt Kugelsternhaufen • 8 - 13Gyr • 1/300 – 1/3 solar • Halo alt und metallarm SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 27 Interstellares Medium Gas (atomarer Wasserstoff HI, 21cm Radiolinie) Gal. Breite b Radialgeschw. VR in km/s Neuer Kosmos Molekulares Gas (CO, Molekülwolken) - Galaktische Länge-Geschwindigkeitsdiagramm - Rotationskurve der Milchstraße + Distanzen SS2013 http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/HILine.html Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 28 Rotatioskurve Kreisbahngeschwindigkeit: Massenverteilung Gravitationskraft = Zentrifugalkraft Inneres Maximum vom Bulge (Keplerabfall bei 1-2 kpc) Maximum in Sonnenumgebung durch Scheibe Flache Außenregion vom Halo Dunkler Materie 300km/s 250 200 Src.: Clemens 1985, ApJ.295, 428 150 SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 29 Interstellares Medium Staubverteilung Wärmestrahlung: fernes Infrarot Wie atomarer Wasserstoff http://irsa.ipac.caltech.edu/applications/DUST/ SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 30 Interstellares Medium Verteilung des Gases in der Galaktischen Ebene Spiralarme: 2,4-armig? Junge Sterne Sternhaufen OB-Assoziationen NIR Richtung Zentrum Asymmetrie:Balken http://irsa.ipac.caltech.edu/applications/DUST/ O. Gerhard, W. Dehnen SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 31 Spiralarme und Balken 2- oder 4-armige Spiralgalaxie Balken 20-40º gegen Sichtlinie gedreht Quelle: Skript von H. Beuther (MPIA) WS09/10 SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 32 Interstellares Medium Dunkelwolken Barnard 68 (im südlichen Schlangenträger) Im Infraroten durchsichtig ½Lj Durchmesser , 500 Lj Entfernung Sternentstehung demnächst http://apod.nasa.gov/apod/ap060409.html Astronomie für Nicht-Physiker: SS2013 Fendt/Fohlmeister/Just im Infrarotlicht 33 Sternentstehungsgebiete Orionnebel Trapezhaufen O,B-Sterne (OB-Assoziation) Ionisation: HII-Region SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 34 Sternentstehungsgebiete Orionnebel Reflexionsnebel blau HII-Regionen: rot SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 35 Elementsynthese Im Urknall werden folgende Elemente erzeugt Wasserstoff H, Deuterium D=2H (AtomzahlElement) Helium 3He, 4He Lithium 7Li erzeugt Keine schwereren Elemente, weil Bor 8B und 9B instabil Schwere Elemente nur in Sternen Kernfusion auf der Hauptreihe Schalenbrennen in Roten Riesen Supernovaexplosionen SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 36 Schwere Elemente Nukleosynthese Energieerzeugung durch Kernfusion in Sternen Helium aus Wasserstoff Massearme Hauptreihensterne: pp-Kette Massereiche Hauptreihe: CNO-Zyklus • C,N,O als Katalysatoren Alpha-Elemente Wasserstoff im Zentrum aufgebraucht: Heliumfusion und später Schalenbrennen • • • • • Anlagerung von Heliumkernen (=Alphakern) Jeweils + 2Protonen und 2 Neutronen bis 24Mg, 28Si, 14N, 18F, 18O,22Ne N aus CNO-Zyklus Elemente dazwischen als Abfallprodukte Ende bei Eisen 56Fe Niedrigste Energie SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 37 Schwere Elemente Elemente schwerer als Eisen Energiezufuhr notwendig Neutroneneinfang + radioaktiver Zerfall 3 Prozesse, die charakteristische Elementverhältnisse erzeugen Rote Riesen s-Prozess (slow: Einfang langsamer Neutronen) • Kobald, Nickel, Kupfer, ... Explosive Umgebung (Supernovaexplosionen) r-Prozess (rapid: Einfang schneller Neutronen) • Platin, Gold, ... • Erzeugt 50% der schweren Elemente p-Prozess (Einfang von Protonen: hohe Energie notwendig wegen Abstoßung durch positive Ladung) Sterne schwerer als 8 Sonnenmassen explodieren am Ende als Supernova (Typ 2) • Der meiste Sauerstoff, ein Drittel des Eisens Massearme Sterne in Doppelsternsystemen: Supernova 1a SS2013 • Kaum Sauerstoff, viel Eisen Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 38 Anreicherung der Elemente Lebenszyklus der Sternpopulationen Aus Gas entstehen Sterne mit gleicher Elementzusammensetzung Entwickelte Sterne geben schwere Elemente an ISM ab Nächste Sterngeneration hat höheren Anteil an schweren Elementen Sternentstehungsgenerationen Population III: nur H,He Bisher nicht beobachtet: bei Rotverschiebung z=10 erwartet Masse = 100 – 200 Sonnenmassen, sehr kurze Lebensdauer Population II: Masse schwerer Elemente im Promillebereich oder weniger Kugelsternhaufen, Halosterne, Zwerggalaxien Population I: Wie Sonne: ca. 2% schwere Elemente Junge Sterne, Großteil der Scheibensterne, offene Sternhaufen SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 39 Lokales Scheibenmodell (A. Just) Vertikale Struktur der Scheibe Jede Sternpopulation ist im dynamischen Gleichgewicht Vertikale Dynamik (Schwingungen) unabhängig von der Rotation in der Scheibe Dichteverteilung ↔ Geschwindigkeitsverteilung Gravitationsfeld Scheibensterne Gas ISM Dunkle Materie Dynamische Entwicklung Geschwindigkeitsstreuung wächst Sternentwicklung Obere Hauptreihe im Mittel jünger Dichteprofile Alte Populationen haben größere Skalenhöhe SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just Andere Spiralgalaxie von der Kante gesehen: NGC 891: J,H,K (nahes Infrarot, 2MASS) 40 Sonnenumgebung Sternentstehungsgeschichte SFR Anteil alter/junger Sterne umstritten Hernandez et al. 2000 Hipparcosdaten Rocha-Pinto et al. 2000: Atmosphärenaktivität Cignoni et al. 2006: Keine Skalenhöhenkorrektur Aumer & Binney 2009 SFR~exp(-t/8.5Gyr) Problem: Alter von Hauptreihensternen schwer bestimmbar SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 41 Analytisches JJ-Modell Just & Jahreiß, MNRAS 402, 461 (2010) Modellierung der vertikalen Struktur in der Sonnenumgebung Annahmen SFR(t) + σW(Alter) + [Fe/H](t) Beobachtungen Geschwindigkeitsverteilungen f(|W|) der Hauptreihensterne Timing durch Hauptreihenlebensdauer Metallizitätsverteilung (Eisen) der G-Sterne (GCS Survey) Ergebnisse vertikale Dichteprofile: ρ(z,Alter) Altersverteilungen [Fe/H]-Verteilungen Kinematik ober/unterhalb der Mittelebene SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 42 Sternentwicklung (Hauptreihe) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 43 Geschwindigkeitsverteillungen Relativer Anteil der vertikalen Geschwindigkeit fMS(|W|) MV<0.5 MV = 1,2,…,6,8 McCormick SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 44 Methode Für ein Paar SFR(t) + σW(Alter) Berechnung der vertikalen Profile und der Altersverteilung Lokale Geschwindigkeitsverteilungen fMS(W) für jedes MV Vergleich mit den beobachteten Verteilungen Anpassen der Funktionen SFR(t) + σW(Alter) Iteration bis beste Lösung gefunden Berechnung der Eisenhäufigkeiten Anpassen der Anreicherungsgeschichte Resultat: 4 typische Modelle A, B, C, D mit sehr unterschiedlichen Sternentstehungsgeschichten (SFR) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 45 Eingabefunktionen Modelle A-D SFR(t) σW(Alter) Ergebnis: Dynamische Heizung gut bestimmt, aber Sternentstehungsgeschichte nicht SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 46 Vertikale Dichteprofile Modell A gesamt, Gas, DM, dünne Scheibe, dicke Scheibe z=0 SS2013 0,5 1kpc Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 1,5 47 Vorhersagen Dichteprofile normierte Profile unterschiedlicher Lebensdauer (Farbe) Modell A-D unterschiedlich ρ(z)/sech²(z/2z0) MV=7,8,9 mag SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 48 Modell: Sternzählungen Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ~10 000 deg² = ¼ des gesamten Himmels 100 Millionen Sterne der Milchstraße in 5 Farbfiltern Farbenhelligkeitsdiagramm FHD ≈ 300 000 Sterne mit b>80º Ohne Entfernungen Hertzsprung-Russell-Diagramm HRD ≈ 3 000 Sterne mit D<25pc Mit Entfernungen zu hell 15< mg <21 zu schwach -0.2<g-r<1.6 SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 49 Hess-Diagramme Beitrag der Komponenten (Modell A) Scheinbare Helligkeit von Entfernung abhängig Dünne Scheibe, dicke Scheibe, Halosterne g (mag) g-r (mag) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 50 Sternzählungen Sternzählungen senkrecht zur Scheibe Galaktischer Nordpol (NGP: b>80°, 313 deg²) Hess-Diagramme Anzahldichte im Faben-Helligkeits-Diagramm N(g-r,g) N=276.180 Farbkodierung: logarithmisch: N/deg²/ 1mag(g)/0.1mag(g-r); <1 (schwarz) – 100 (rot) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 51 Lokale Normierung: Sonnenumgebung Helligkeiten der Hauptreihe Dünne Scheibe, dicke Scheibe, stellarer Halo Fit der Sternzahlen innerhalb 25pc N25(g-r) SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 52 Scheibenmodell Just et al. 2010, 2011 Dünne Scheibe: Sternentstehungsgeschichte und Dynamik +Dicke Scheibe + Stellarer Halo 100 1 Dünne Scheibe Modell SS2013 Dicke Scheibe SDSS Daten Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just Halo +20% Relativer Unterschied 53 -20% χ2-Fit SDSS Daten Modell Hess distr. : diff=(Daten-Modell)/Modell: <-0.2 (schwarz) … +0.2 (rot) -10% … 0 … +10% diff chi2 A Modell A passt am besten: Mittlere Abweichung = 5.6% B C D SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 54 Lokale Normierung Test: stimmt N25(g-r) Beitrag der 3 Komponenten: dünne, dicke Scheibe, Halo (g-r) mag SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 55 Sonnenumgebung Sternentstehungsgeschichte SFR Anteil alter/junger Sterne umstritten Hernandez et al. 2000 Hipparcosdaten Rocha-Pinto et al. 2000: Atmosphärenaktivität Cignoni et al. 2006: Keine Skalenhöhenkorrektur Neue SFR(t) Just et al. 2011: SS2013 Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 56 Astronomie für Nicht-Physiker Vorlesungsplan SS2013 18.4. Astronomie heute: Just, Fendt 25.4. Sonne, Erde, Mond: Fohlmeister 2.5. Das Planetensystem: Fohlmeister 16.5. Teleskope, Bilder, Daten: Fendt 23.5. Geschichte der Astronomie: Just 6.6. Sterne - Zustandsgrößen: Fendt 13.6. Sterne - Entwicklung: Fendt 20.6. Die Milchstraße: Just 27.6. Astrochemie und Leben: Fendt 4.7. Galaxien: Just 11.7. Aktive Galaxien, Quasare und Schwarze Löcher: Fendt 18.7. Urknall und Expansion des Universums: Just 25.7. Weltmodelle: Just 1.8. Besuch MPIA/LSW und HdA: Fendt Astronomie für Nicht-Physiker: Fendt/Fohlmeister/Just 57