Astronomie Einführung

Himmelskörper

Sonne, Mond und Sterne kennen wir alle. Astronomie beschäftigt sich mit dem Weltraum, den Himmelskörpern und deren Eigenschaften. Das Weltall hat, neben scheinbar unendlichen Weiten, einige spektakuläre Phänomene zu bieten. Im Nachfolgenden schauen wir uns einige von ihnen an.

Der Mond, Meteore und künstliche Satelliten sind Himmelskörper im Einflussbereich der Erde, sie bewegen sich in der Erdumlaufbahn und erfahren eine Anziehungskraft durch die Masse der Erde.

Der Mond ist der einzige Himmelskörper, der, außer der Erde, von Menschen betreten wurde. Die Entfernung von Erde zu Mond kann mithilfe von Triangulierung oder der Laufzeitmessung eines Lasersignals bestimmt werden und beträgt aufgrund der Schwankung durch die Ellipsenbahn zwischen 356.410 km und 406.770 km. Der Monddurchmesser beträgt 3.476 km.

Man unterscheidet zwei Umlaufzeiten für den Mond. Zum einen die Synodische Umlaufzeit, bei der man die Dauer von Neumond bis Neumond (29,53 Tage) misst.

(Synodos [Griechisch] = Versammlung; gleiche Versammlung von Sonne, Mond und Erde)

Zum anderen die Siderische Umlaufzeit, welche die Dauer für einen vollen Umlauf um die Erde gegenüber dem Sternenhintergrund (27,32 Tage) angibt.

(Sidus [Lateinisch] = Stern)

Meteore sind auch unter der Bezeichnung Sternschnuppen bekannt. Es sind Gas- oder Gesteinsbrocken, die in die Erdatmosphäre eintreten und einen Lichtschweif hinter sich herziehen. Meteore können eine Masse von nur wenigen Gramm bis hin zu mehreren 100 Kilogramm haben. Sie bewegen sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten durch das Weltall. Der Lichtschweif der Meteore entsteht beim Aufeinandertreffen mit der Erdatmosphäre. Sobald Meteore die Erdatmosphäre berühren, nennen wir sie Meteoriden. Wenn die Meteoriden auf die Luftmoleküle der Erdatmosphäre treffen, entsteht durch ihre hohe Geschwindigkeit eine große Reibung, Dadurch werden die Luftmoleküle zum leuchten angeregt, was den Lichtschweif der Meteoriden erzeugt. Die meisten Meteoriden ziehen an der Erde vorbei oder verglühen beim Eintritt in die Erdatmosphäre. Bei großen Meteoriden kann jedoch ein Rest auf der Erde einschlagen. Diese Restkörper bezeichnen wir als Meteoriten. Sie bestehen meist aus Eisen, Nickel oder Stein und sind ein kostbarer Nachweis für die chemische Zusammensetzung anderer Himmelskörper des Sonnensystems. Die Einschlagstelle nennt man Meteoriten-Krater.

Künstliche Satelliten sind von Menschen erschaffene Himmelskörper, die verschiedene Aufgaben haben. Sie sind notwendig damit unsere Navigationssysteme mit GPS funktionieren und auch die Fernsehübertragung in unsere Wohnzimmer möglich ist. Große Satelliten, wie z.B. die ISS, können wir mit bloßem Auge am Nachthimmel erkennen.

Unser Sonnensystem besitzt 8 Planeten und viele kleinere Planetoiden sowie eine große Anzahl von Monden, die um diese Planeten kreisen. Der Merksatz für die Planeten lautet:

Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel.

Mit diesem Merksatz können wir uns die Namen der Planeten sowie ihre Position von nah nach fern zur Sonne merken.

Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun.

Zwischen Mars und Jupiter befindet sich ein Asteroidengürtel, welcher die Grenze zwischen den inneren und äußeren Planeten bildet. Man unterscheidet die beiden Gruppen durch ihren Aufbau. Die inneren Planeten sind erdähnlich und haben eine feste Oberfläche aus Gestein. Die äußeren Planeten hingegen sind wesentlich größer und werden als Gasriesen bezeichnet. Sie bestehen aus leichten Gasen, wie Helium oder Wasserstoff. Die äußeren Planeten sind zwar größer und schwerer besitzen jedoch eine geringere Dichte.

Kometen sind Körper im Sonnensystem, die auf einer stark exzentrischen Ellipsenbahn um die Sonne kreisen. Sind sie weit von der Sonne entfernt sind sie kaum sichtbar. Kommen sie der Sonne jedoch näher, werden sie durch die Lichtreflektion ihrer Staub- und Gasteilchen als interessante Lichterscheinung sichtbar.

Planetoiden oder Asteroiden sind kleine Körper, die sich auf Ellipsen um die Sonne bewegen. Bisher sind etwa eine halbe Million solcher Körper und deren Umlaufbahnen um die Sonne bekannt. Es gibt tatsächlich wesentlich mehr von ihnen. Die wenigsten haben jedoch einen Durchmesser von mehr als 100 km und aufgrund ihrer Massekraft eine runde Form. Asteroiden mit einem Durchmesse von mehr als 100 km und einer runden Form nennt man Planetoiden.

Sterne sind massereiche, selbstleuchtende Gaskugeln wie unsere Sonne. Da alle diese Gaskugeln, außer unserer Sonne selbst, sehr weit von der Erde entfernt sind, sehen wir sie nur als kleine punktförmige Himmelskörper. Sterne sind häufig Teil eines Planetensystems oder eins Doppel- oder Mehrfachsternensystems und stehen nur selten alleine im Raum. Sie haben unterschiedliche Größen und Leuchtkräfte und werden nach ihren Eigenschaften klassifiziert.

Nebel sind Gas- und Staubverdichtungen im Weltall, die Licht von dahinterliegenden Sternen absorbieren (Dunkelnebel) oder durch die Strahlung von nahen Sternen selbst zum Leuchten gebracht werden (Emissionsnebel).

Unsere Erde befindet sich im Planetensystem unserer Sonne, welche sich wiederum in der Milchstraße befindet. Die Milchstraße ist eine aus einer Vielzahl von Galaxien.

Galaxien sind gravitativ gebundene Ansammlungen sehr vieler Sterne, die weit entfernt von unserer Milchstraße sind. Alle Sterne, die wir am Nachthimmel beobachten können, sind Teil der Milchstraße. Mit bloßem Auge können wir keine anderen Galaxien sehen. Die uns nächste Galaxie ist die Andromeda-Galaxie. Galaxien haben die unterschiedlichsten Formen, viele haben einen Kernbereich und Spiralarme, die von diesem abgehen, so wie auch unsere Milchstraße.

Galaxienhaufen sind im Raum befindliche Ansammlungen von zusammenliegenden Galaxien, von denen man annimmt, dass sie gravitativ gebunden sind.

Quasare sind die am weitesten von der Erde entfernten, bislang beobachteten Objekte. Es handelt sich um aktive Kerne von Galaxien. Aktiv bedeutet, dass ein schwarzes Loch im Inneren der Galaxien Materie aufnimmt und Reibung entstehen lässt, die das Schwarze Loch enorm aufheizt und zum Leuchten bringt. Die Helligkeit der Quasare übersteigt bei weitem die Helligkeit ihrer Galaxien.