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Forschungsmethoden der Astrophysik

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Die Autor*innen
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Jakob Köbner
Forschungsmethoden der Astrophysik
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse - 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Forschungsmethoden der Astrophysik Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Forschungsmethoden der Astrophysik kannst du es wiederholen und üben.
  • Tipps

    Überlege dir, was der Aufstellungsort für Vor- und Nachteile hat.

    Mache dir um die Folgen des Ortes Gedanken.

    Lösung

    Eine Aufstellung eines Teleskopes auf der Erde ist relativ kostengünstig und es ist einfach, etwas zu reparieren. Jedoch wirkt die Atmosphäre wie ein Filter, der sehr viel Licht absorbiert. Zudem bewegen die Luftmassen sich stetig, sodass die Bilder immer leicht flimmern.

    Eine Aufstellung eines Teleskopes im Weltraum beseitigt aus dem Bild die störende Atmosphäre, sorgt aber auch dafür, dass Reparaturen nur mit Astronauten gemacht werden können. Die Kosten für den Bau und den Unterhalt des Teleskopes waren und sind sehr groß.

  • Tipps

    Warum ist es in der Stadt nachts so schwer, den Nachthimmel zu sehen?

    Lösung

    Deep-Field-Aufnahme in Zahlen

    Größe des Ausschnittes: 1mm² bei einer Entfernung von 1 m von der Linse des Hubbleteleskops.

    Aufnahmezeit für diesen Bildausschnitt: 03.09.2003 - 16.01.2004, da jeweils mehrere noch kleinere Ausschnitte gemacht und diese dann zu dem Bild zusammengesetzt wurden.

    Belichtungszeit je Aufnahme: 11,3 Tage

    Ein großer Aufwand, jedoch ein noch größerer Nutzen. Es wird dadurch möglich, die Größe des Universums wie auch die Position und Zeitdifferenz des vermutlichen Urknalls zu bestimmen.

    Es war bis zum September 2012 die genaueste Aufnahme des Tiefenraums. Dann betrachtete man im Extreme Deep Field wiederum nur einen kleinen Ausschnitt aus dem Ultra-Deep-Field-Bild.

  • Tipps

    Gibt es unterschiedliche Spektren?

    Was beschreiben die Worte Emission und Absorption?

    Lösung

    Das Einzige, was wir von den Sternen als Informationsquelle nutzen können, ist das, was sie zu uns gelangen lassen. Da es leider derzeit für uns unmöglich ist, diese Sterne selbst zu besuchen. Daher versuchen wir, alle Informationen, die sie uns geben, ihrer elektromagnetischen Strahlung zu entnehmen.

    Wir untersuchen vor allem, welche Wellenlängen sie emittieren. Zudem überprüfen wir, welche Wellenlängen fehlen. Daher ist sowohl das Emissionsspektrum der Sterne als auch das Absorptionsspektrum wichtig. Damit können wir Informationen über die Objekte erlangen, die den Stern umkreisen. Zudem nutzen wir auch den optischen Dopplereffekt, auch Rot- und Blauverschiebung genannt.

  • Tipps

    Warum dreht sich die gesamte Galaxie um das Zentrum, so wie sich die Erde auch um die Sonne dreht?

    Nach dem Gravitationsgesetz drehen sich Systeme um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Wie schwer müsste das Zentrum sein, damit sich die komplette Galaxie um dieses dreht?

    Lösung

    Das Zentrum der Galaxie hat die größte Dichte von Sternen innerhalb der Galaxie. Die Dichte ist hier so groß, das hier auch stetig neue Sterne entstehen, welche aber durch die Gravitation des Zentrums schnell wieder ausgelöscht werden. So liegen hier gleißende Helligkeit und absolute Finsternis dicht nebeneinander.

  • Tipps

    Bei der Beurteilung, ob sich etwas bewegt, kommt es auf die Position und Bewegung des Beobachters an.

    Lösung

    Der Polarstern galt schon den frühesten Seefahrern als Orientierungspunkt in tiefster Nacht noch lange bevor es den Kompass oder auch Leuchttürme gab. Die Wikinger erreichten mit seiner Hilfe weit entfernte Orte.

    Es ist aber immer relevant, von wo aus ich den Nachthimmel betrachte. Schauen wir von der Erde aus, bewegt sich der Polarstern nicht, da er in der Verlängerung der Drehachse der Erde liegt.

    Würden wir von einem Planeten im Riegel-System im Sternbild Orion schauen, würden sich wieder andere Sterne nicht bewegen, obwohl der Polarstern auch sichtbar wäre. Dann hätten wir ihn aber sicherlich anders benannt. Die Sonne wäre für uns dann auch nur ein Stern unter vielen anderen.

  • Tipps

    Beginne mit den Begriffen, die für dich am einfachsten sind.

    Lösung

    Neben der Frage nach dem Anfang und dem Ende des Universums ist es vor allem wichtig für die Menschheit, erdähnliche Planeten oder auch Monde zu finden. Ob sich ein solches Objekt in einem entfernten Sternsystem befindet, können wir über das Licht des Sternes herausfinden. Wenn ein erdähnliches Objekt in den Lichtstrahl zwischen Stern und Erde läuft, fehlen dem Licht vom Stern charakteristische Wellenlängen. Man sollte aber beachten, dass wir in die Vergangenheit schauen, wenn wir in den Himmel blicken, da die Sterne, deren Licht wir immer noch sehen, teilweise schon erloschen sind. Ihr Licht braucht aufgrund ihrer großen Entfernung sehr lange, bis es uns erreicht.

    Die bisher gefundenen erdähnlichen Planeten kreisen zumeist um rote Zwerge. Deren Leuchtkraft ist schwächer als die der Sonne. Daher befinden sich diese Planeten viel näher am Stern.

    Würde sich der Planet auf der Bahn um einen roten Riesen befinden, müsste sich der Planet wegen der größeren Wärmestrahlung viel weiter entfernt von dem Stern befinden, um Leben zu beherbergen.

    Doch damit nicht genug, es gibt sogar Doppelsternsysteme. Hier kreisen zwei unterschiedlich großer Sterne um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Auch hier könnte sich ein solcher Planet befinden. Der Nachweis wäre nur wesentlich schwerer.

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