Grundlagen der Astrophysik

Leiter: Daniel

Wir werden uns in dieser AG mit verschiedenen spannenden Themen der Astrophysik beschäftigen:

Exoplaneten:
Seit der Entdeckung der ersten Exoplaneten in den 90er Jahren hat sich viel getan. Beinahe täglich kommen neue Planeten hinzu, insgesamt sind es schon über 1000. Man findet Gasriesen groß wie Jupiter, aber auch Gesteinsplaneten klein wie die Erde, obwohl letztere deutlich schwieriger zu entdecken sind. Wie entdeckt man überhaupt neue Exoplaneten? Reicht es, einfach durch ein Teleskop zu schauen? Man findet aber nicht nur Planeten: Sogenannte protoplanetare Scheiben in verschiedenen Evolutionsstadien geben wichtige Hinweise darauf, wie sich Planeten formen können. Um diesen Prozess verstehen zu können, werden wir einiges an Oberstufenmathematik benötigen.

Galaxien:
Wir werden uns mit den verschiedenen Galaxienklassen auseinandersetzen und lernen, was eine elliptische Galaxie von einer Spirale oder S0-Galaxie unterscheidet. Wir werden über Balken und Bulges, sowie supermassive schwarze Löcher reden. Außerdem werden wir uns damit beschäftigen, was eigentlich passiert, wenn zwei Galaxien miteinander kollidieren. Da man Fragestellungen dieser Art am besten mit Computersimulationen untersucht, werden wir auch auf N-Körper Codes zu sprechen kommen und das Gravitationsgesetz genauer unter die Lupe nehmen.

Sternphysik:
Eine Galaxie ist ein System aus mehreren Milliarden oder sogar Billionen Sternen. Aber jeder Stern ist schon ein komplexes System für sich. Wie läuft die Geburt eines Sternes in einer molekularen Wolke ab,  wie sein Leben auf der Hauptreihe? Wieso leuchtet ein Stern überhaupt? Was passiert, wenn sein Treibstoff ausgeht und der Stern stirbt? Was ist ein Neutronenstern, was ein Pulsar? Und wann kann ein Stern zu einem schwarzen Loch werden? Diese Themen werden einführend besprochen. Wer noch mehr über Sternphysik wissen will, dem sei die STEP-AG empfohlen.

Unser Sonnensystem:
Ok, ihr kennt die 8 Planeten. Und ihr wisst, dass Pluto kleiner ist als Jupiter (und seit mehreren Jahren auch kein Planet mehr). Vielleicht habt ihr sogar verfolgt, wie New Horizons in 12.500 km Entfernung am Pluto vorbei geflogen ist. Wie Berge, die Norgay Montes, auf ihm entdeckt worden und ein dunkler Bereich namens Mordor auf seinem Mond Charon. Und wisst ihr noch wie Philae dreimal auf dem Kometen Tschuri gelandet ist? Unser Sonnensystem ist ein spannender Ort. Doch wie und in welcher Umgebung ist es überhaupt entstanden? In diesem Teil der AG wird alles rund ums Sonnensystem besprochen und ihr dürft auch gerne eigene Themen mit einbringen. Vielleicht ist der ein oder andere bereit über ein spannendes Thema seiner Wahl einen kurzen Vortrag zu halten?

AG-Bericht aus dem ASL 2017

von Julia, Iris und Lydia

In der ersten Woche des ASLs haben wir uns mit den Grundlagen der Astrophysik (GASTRO) beschäftigt. Darunter fielen folgende Themen: Einheiten in der Astrophysik, unser Sonnensystem, Exoplaneten, Sterne, Galaxien und Kosmologie.

Jeden Tag haben wir damit begonnen, den Stoff der vorherigen Stunde zu wiederholen und uns anschließend mit dem nächsten Thema zu beschäftigen. Geendet haben wir jedes Mal mit einem Astro-Quiz, das nicht direkt mit dem Inhalt der AG zu tun hatte und das wir mit einer anderen AG zusammen gespielt haben.

Als Einheiten haben wir neben den SI-Einheiten auch die Astronomische Einheit (AU), das Lichtjahr (ly) und das Parsec (pc) kennengelernt.

Zum Thema Sonnensystem gehörte die Definition eines Planeten, das Alter des Sonnensystems und die Keplerschen Gesetze.

Bei Exoplaneten haben wir uns vorwiegend mit folgenden Detektionsmethoden beschäftigt: Astrometrie, Transit-Methode, Radialgeschwindigkeits-Methode, direkte Beobachtung und Microlensing. Diese Methoden sind für verschiedene Planeten unterschiedlich geeignet. Anschließend haben wir uns mit den habitablen Zonen beschäftigt. In dieser Zone liegen alle Planeten, auf deren Oberfläche es flüssiges Wasser geben kann. Wir haben berechnet, wo die habitable Zone unseres Sonnensystems liegt und festgestellt, dass die Erde ohne Berücksichtigung des Treibhauseffekts gar nicht innerhalb dieser Zone läge.

Bei dem Thema Sternphysik haben wir damit begonnen, die Sterne nach dem Havard-System zu klassifizieren. Anschließend haben wir die Kernfusion in den Sternen genauer betrachtet.

Nachdem wir die Bestandteile unserer Milchstraße aufgelistet haben, wandten wir uns der Hubble-Klassifikation der Galaxien zu.

Zum Schluss haben wir einen Einblick in die Kosmologie bekommen (Prinzip des speziellen Ortes, Homogenität, Isotropie, Expansion des Universums).

Der Stoff wurde verständlich und interessant vermittelt und auch mit der AG Astrobiologie zusammen hatten wir viel Spaß. Wir würden die AG jedem empfehlen, der einen Überblick über astrophysikalische Zusammenhänge bekommen möchte.