Astrofotografie Beobachtungstipps Koordinatensysteme
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April 2018 € 2,50 Astrofotografie Beobachtungstipps Koordinatensysteme ISSN 1618-6362 Entfernungsbestimmung Orion- und Pferdekopfnebel sowie Staubregionen im Orion am 30./31. 12. 2016 von Thomas Winterer in Geigersau aufgenommen mit Canon EF 80-200 mm f/4 bei 135 mm und Offen- blende, QSI 683 WS-8, Ha-RGB 120/30/30/30 Min, hier jedoch nur der H-alpha Anteil (siehe auch das Astrofoto in der Heftmitte). Herausgegeben von der Astronomischen Vereinigung Augsburg e.V. Öffnungszeiten der Sternwarte Diedorf: Freitag ab 20 Uhr Heft 90, April 2018 Liebe Leserin, lieber Leser, sich die Zukunft auszumalen macht INHALT Freude. Inspirationen kann man sich Entfernungsbestimmung offener Sternhaufen 4 leicht bei Science-Fiction Filmen holen. Ein Selbstversuch mit Amateurmitteln Doch nicht nur Filme, auch Bücher kön- Urgroßvaters Weltraumfahrt 8 nen einen Leser fesseln. Einer meiner Als das All leer war - Blicke in die Zukunft von anno dazumal spannendsten Scifi-Romane handelte vom Wettlauf zwischen Amerikanern Einstieg in die bunte Welt der Astrofotografie 11 und Chinesen zur Ausbeutung von Heli- Ein Erfahrungsbericht um-3 auf dem Mond, um die Energiepro- Space Art bleme auf der Erde zu lösen. Das Buch 16 Projekte von Michael Böhme „Limit“ von Frank Schätzing hat über 1300 Seiten, doch wenn man sich die er- Wie funktionieren astronomische Koordinatensysteme? 18 sten 200 Seiten erarbeitet hat, lässt ei- Grundlagen der Himmelsmechanik nen die packende Geschichte nicht mehr los. Orion und Pferdekopfnebel 20 Als Jugendlicher hatte ich schon ein Astrofoto großes Interesse an zukünftigen tech- ‘Oumuamua 22 nischen Entwicklungen, und ich war des- Ein Reisender zwischen den Sternen halb Abonnent der Zeitschrift „hobby“. Wie uns Alexander Seibold in seinem Planetenwege in Bayern, Österreich und der Schweiz 24 Beitrag „Urgroßvaters Weltraumfahrt“ Übersicht unterschiedlicher Konzepte darlegt, war ich nicht allein mit dem In- Buchbesprechung teresse. Alexander Seibold zeigt uns, wie 27 Gravitationswellen weitergedacht Hans-Tommy Laeng sich mit vergange- nen Zukunftsträumen auseinandersetzt, Sternbilder: Eridanus 28 was den Leser schmunzeln lässt. Beobachtungstipps In der Zukunft sind aber auch wissen- schaftliche Überraschungen nicht aus- „Taget, solange es Nacht ist!“ 31 geschlossen. Seit einigen Jahren wird Hobbyastronomen näher beleuchtet erfolgreich nach erdähnlichen Planeten Raisting und Hohenpeißenberg 33 in unserer Galaxis gesucht. Und mit Bericht über den Vereinsausflug dem James Wepp Weltraumteleskop soll die Forschungsqualität auf ein noch viel Was macht eine Jugendgruppe auf unserer Sternwarte? 36 höheres Niveau gehoben werden, sodass Bericht unseres Sternwarten-Nachwuchses schon bald Leben auf Planeten in be- Neues aus der Sternwarte und dem Verein nachbarten Sonnensystemen nachgewie- 38 Kurzberichte aus dem Vereinsleben sen werden sollen. Künstler wie Michael Böhme machen sich mit ihren Space Art Impressum 39 Produktionen hierüber Gedanken. Den Künstler Michael Böhme stelle vor. Ich wünsche Ihnen viel Vergnügen und Anregungen bei der Lektüre unseres Uranus. Ihr Wolfgang Mahnkopf Titelbild: Messier 42 Orionnebel & Running Man im Sternbild Orion, aufgenom- men am 26. Februar 2017 in Augsburg von Dr. Siegfried Weida mit Takahashi TSA120 f/5,6 - QSI 683 WSG - LRGB 60/20/20/20/2/1/1/1 min Belichtungszeit. April 2018, Uranus 90 3 Entfernungsbestimmung offener Sternhaufen Ein Selbstversuch mit Amateurmitteln Abb. 1: Der offene Sternhaufen M 103 im Sternbild Cassiopeia. An ihm n der Regel betreiben Hobbyastronomen ihre Passion gelang mir die erste gute Entfernungsbestimmung eines Sternhaufens. Aufnahme des Autors Iauf zwei Arten: Sie beobachten und fotografieren den Sternhimmel und seine Objekte, und sie beschäftigen die eine oder andere Messung an Sternhaufen durch- sich mit den theoretischen Grundlagen der Astrophysik, zuführen, deren Entfernung noch nicht gut bestimmt um die Vorgänge am Himmel zu verstehen und gegebe- war. nenfalls einem staunenden Besucherpublikum auf der Sternwarte erklären zu können. Eine Verbindung der Theoretische Grundlagen Theorie mit der Praxis streben jedoch nur sehr wenige Um zu verstehen, wie die Messungen funktionieren, an. Meist ist der Grund dafür, dass man sein Hobby ja als muss man sich erst einige theoretische Grundlagen zur Freizeit und nicht als Brotberuf betreibt, und deswegen Sternphysik aneignen. Die Helligkeiten der Sterne am die investierte Zeit beschränkt ist. Und dann muss man Himmel hängen von zwei Faktoren ab: der absolut ab- natürlich zugeben, dass moderne Entdeckungen und de- gestrahlten Energie, auch Leuchtkraft genannt, und ren Nachvollzug meist doch recht große Gerätschaften der Entfernung zur Erde. Einer der scheinbar hellsten und stabiles Wetter voraussetzen, was einem Amateuras- Fixsterne am Himmel, Wega, erscheint nur deswegen tronom in der Regel nicht zur Verfügung steht. so besonders hell, weil er mit seinen 25 Lichtjahren Angeregt durch Erik Wischnewskis Buch „Astrono- Entfernung uns besonders nahe steht. Der fast ge- mie in Theorie und Praxis“ [1] habe ich mich mit einem nauso helle Deneb dicht daneben ist absolut gesehen Thema beschäftigt, das beide Aspekte zu vereinen ver- jedoch viel heller. Stünde er in der gleichen Entfernung mag. Seit einigen Jahren beschäftige ich mich mit der wie Wega, wäre er etwa so hell wie der Vollmond. Helligkeitsmessung von veränderlichen Sternen. Darü- Aus diesen Gründen haben die Astronomen den Be- ber hinaus hat Wischnewski jedoch auch eine Metho- griff der absoluten Helligkeit M eingeführt. Sie gibt de zur Entfernungsmessung von offenen Sternhaufen an, wie hell ein Stern in der festen Entfernung von beschrieben, die als Grundlage die Helligkeitsmessung 32,6 Lichtjahren (10 Parsec) wäre. Damit lassen sich von Sternen des jeweiligen Haufens hat. Dies wollte ich die Helligkeiten der Sterne und somit auch ihre Leucht- ausprobieren, um hier Aspekte der frühen Erforschung kraft vergleichen. Die jeweiligen Helligkeitswerte wer- unserer Galaxie nachzuempfinden, und vielleicht auch den dann auch mit einem großen M geschrieben. 4 Uranus 90, April 2018 Bekannte Sterne mit scheinbaren und absoluten Lebens, während der sie sich auf der Hauptreihe im Helligkeiten sind: Hertzsprung-Russell-Diagramm befinden. Weichen sie davon ab (wie bei Zwergsternen und Riesen), so kann Stern scheinbare Helligkeit absolute diese Beziehung nicht mehr so einfach hergestellt wer- am Himmel Helligkeit den. Trägt man also die visuelle Helligkeit V gegen den Sonne -26m,7 +4M,8 Farbindex B-V in ein Diagramm ein, so bekommt man Sirius -1m,4 +1M,4 ein sogenanntes Farben-Helligkeits-Diagramm. Die y- Wega +0m,0 +0M,6 Achse stellt dabei die visuelle Helligkeit V, die x-Achse den Farbindex B-V dar. Deneb +1m,2 -8M,6 Da wir ja die Entfernung eines Sternhaufens nicht Capella +0m,3 -5M,0 kennen, kennen wir auch nicht die absolute Helligkeit Tab. 1: Bekannte Sterne mit scheinbaren und absoluten Helligkeiten der Sterne. Wir können nur deren scheinbare Hellig- keit messen. Der Farbindex B-V ist jedoch unabhän- Obwohl Sterne aus Gas bestehen, verhalten sie sich in gig von der Entfernung. Tragen wir in das Farben- ihrem Strahlungsverhalten wie ein Festkörper mit ei- Helligkeits-Diagramm statt der absoluten Helligkeit ner bestimmten Temperatur. Je nach Oberflächentem- V die visuelle Helligkeit ein, und bestimmen B-V aus peratur des Sterns strahlt ein Stern also das Maximum dem Vergleich der scheinbaren visuellen und blauen seiner Strahlung bei einer bestimmten Farbe ab. Ein Helligkeiten, so können wir auf die absolute Helligkeit heißer Stern mit einer Oberflächentemperatur von zurückschließen. 10 000 °C erscheint uns am Himmel eher weißlich-blau, Die Entfernung eines Sterns (oder Sternhaufens) während ein kühler Stern mit 4 000 °C eher rötlich- lässt sich aus dem sogenannten Entfernungsmodul be- orange leuchtet. Unsere Sonne mit 5 500 °C an der rechnen: Oberfläche besitzt eine gelbe Farbe. Für die Bestimmung der absoluten Helligkeit kann ( ) ( ) = 5 log 5 man nun eine Beziehung zwischen der Farbe des Sterns und seiner Leuchtkraft herstellen. Wenn man mit − − die Farbe bestimmt, kann man daraus (zumindest für m(v) als scheinbarer visueller Helligkeit, die meisten Sterne, nämlich die der Hauptreihe) auch M(v) als absoluter visueller Helligkeit und die absolute Helligkeit ableiten. Hier haben die Astro- d der Entfernung in Parsec. nomen sich einer Hilfsgröße zur Bestimmung der Far- be bedient. Sie haben die gelbe oder visuelle Helligkeit Somit lässt sich d bestimmen zu eines Sterns (V) mit der blauen Helligkeit (B) verg- ( ) ( ) lichen. Dieser sogenannte Farbindex berechnet sich zu = 10 − +1 B-V. Man beachte: Je blauer ein Stern ist, desto kleiner 5 ist der Farbindex B-V. Für die Sterne in der Mitte ihres Um die Entfernung eines Sternhaufens zu bestim- Sternenlebens ist die Beziehung zwischen absoluter men, benötigt man somit Helligkeit und Farbindex recht gut erforscht. • die scheinbare visuelle Helligkeit und • die scheinbare blaue Helligkeit. Spektraltyp Oberflächen- M B-V temperatur Aus der Vergleichstabelle 2 kann man somit die abso- lute Helligkeit ermitteln, und die Entfernung über das O5 35.000 K -6,0 -0,45 Entfernungsmodul berechnen. B0 21.000 K -3,7 -0,30 B5 13.500 K -0,9 -0,16 Die Praxis A0 9.700 K 0,7 +0,00 Wie man die Helligkeiten von einzelnen Sternen bestimmt, habe ich im Uranus 88, Seite 22ff [2] be- A5 8.100 K 2,0 +0,16 schrieben. Jede DSLR-Kamera ist dazu in der Lage. F0 7.200 K 2,8 +0,30 Bei Sternhaufen, deren Sterne nicht so hell sind wie F5 6.500 K 3,8 +0,45 einzelne auffällige