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Einführung

Kapitel 2. Sterne

Kapitel 3. Planeten

Kapitel 4. Komet

Kapitel 5. Asteroid

Abschluss

Einführung

Im Laufe ihrer Geschichte hat die Menschheit nicht aufgehört, das Universum zu verstehen.

Der untersuchte Teil des Universums ist mit einer großen Anzahl von Sternen gefüllt – Himmelskörpern, die unserer Sonne ähneln.

Sterne sind ungleichmäßig im Weltraum verstreut; sie bilden Systeme, die Galaxien genannt werden. Die Anzahl der Sterne in jeder Galaxie ist enorm – von Hunderten Millionen bis zu Hunderten Milliarden Sternen. Von der Erde aus sind Galaxien als schwache Nebelflecke sichtbar und wurden daher früher als extragalaktische Nebel bezeichnet. Nur in Galaxien in unserer Nähe und nur auf Fotos der leistungsstärksten Teleskope sind einzelne Sterne zu sehen.

Die Sonne ist einer von vielen Milliarden Sternen in der Galaxie. Aber die Sonne ist kein einsamer Stern: Sie ist von Planeten umgeben – dunklen Körpern, wie unsere Erde. Planeten (nicht alle) haben wiederum Satelliten. Der Satellit der Erde ist der Mond. Zum Sonnensystem gehören auch Asteroiden (Kleinplaneten), Kometen, Meteoroiden usw.

In dieser Arbeit werden wir versuchen, die gesamte Artenvielfalt der in unserem Universum vertretenen Weltraumobjekte zu berücksichtigen.

Kapitel 1. Allgemeine Eigenschaften astronomischer Objekte

Ein Himmelskörper (oder genauer gesagt ein astronomisches Objekt) ist ein materielles Objekt, das auf natürliche Weise im Weltraum entsteht. Zu den Himmelskörpern zählen Kometen, Planeten, Meteoriten, Asteroiden, Sterne usw. Die Astronomie untersucht Himmelskörper.

Die Größen der Himmelskörper variieren – von riesig bis winzig. Die größten sind in der Regel Sterne, die kleinsten Meteoriten. Himmelskörper werden zu Systemen zusammengefasst, je nachdem, was diese Körper sind.

himmlischer Weltraumplanet

Kapitel 2. Sterne

Ein Stern ist ein Himmelskörper, in dem thermonukleare Reaktionen stattgefunden haben, stattgefunden haben oder stattfinden werden. Aber meistens ist ein Stern ein Himmelskörper, in dem derzeit thermonukleare Reaktionen stattfinden. Die Sonne ist ein typischer Stern der Spektralklasse G. Sterne sind massive leuchtende Gaskugeln (Plasma). Sie entstehen aus einer Gas-Staub-Umgebung (hauptsächlich Wasserstoff und Helium) durch Gravitationskompression. Die Temperatur der Materie im Inneren von Sternen wird in Millionen Kelvin und auf ihrer Oberfläche in Tausend Kelvin gemessen. Die Energie der meisten Sterne wird durch thermonukleare Reaktionen freigesetzt, bei denen Wasserstoff in Helium umgewandelt wird und die bei hohen Temperaturen in den inneren Regionen stattfinden. Sterne werden oft als die Hauptkörper des Universums bezeichnet, da sie den Großteil der leuchtenden Materie in der Natur enthalten. Bemerkenswert ist auch, dass Sterne eine negative Wärmekapazität haben.

Was passiert mit Sternen, wenn die Helium-Kohlenstoff-Reaktion in den zentralen Regionen erschöpft ist, ebenso wie die Wasserstoffreaktion in der dünnen Schicht, die den heißen, dichten Kern umgibt? Welches Evolutionsstadium wird nach dem Stadium des Roten Riesen kommen?

Braune Zwerge

Braune Zwerge wurden ursprünglich Schwarze Zwerge genannt und als dunkle substellare Objekte klassifiziert, die frei im Weltraum schweben und zu wenig Masse haben, um stabile thermonukleare Reaktionen zu unterstützen.

Wie in Sternen laufen auch in ihnen thermonukleare Reaktionen ab, doch im Gegensatz zu Hauptreihensternen können sie den Energieverlust durch Strahlung nicht ausgleichen, kühlen relativ schnell ab und verwandeln sich schließlich in planetenähnliche Objekte.

Weiße Zwerge

Bei der Entwicklung von Hauptreihensternen kommt es zum „Ausbrennen“ von Wasserstoff – der Nukleosynthese unter Bildung von Helium. Dieses Ausbrennen führt zum Aufhören der Energiefreisetzung in den zentralen Teilen des Sterns, zur Kompression und dementsprechend zu einem Anstieg der Temperatur und Dichte in seinem Kern. Ein Anstieg der Temperatur und Dichte im Sternkern führt zu Bedingungen, unter denen eine neue Quelle thermonuklearer Energie aktiviert wird: der Heliumabbrand (dreifache Heliumreaktion oder dreifacher Alpha-Prozess), charakteristisch für Rote Riesen und Überriesen. Die Gesamtheit der Beobachtungsdaten sowie eine Reihe theoretischer Überlegungen deuten darauf hin, dass Sterne mit einer Masse von weniger als 1,2 Sonnenmassen in diesem Stadium der Evolution einen erheblichen Teil ihrer Masse „abwerfen“ und ihre äußere Hülle bilden. Wir beobachten einen solchen Prozess offenbar als Bildung sogenannter „planetarischer Nebel“. Nachdem sich die äußere Hülle mit relativ geringer Geschwindigkeit vom Stern gelöst hat, werden seine inneren, sehr heißen Schichten „freigelegt“. In diesem Fall dehnt sich die abgetrennte Hülle aus und entfernt sich immer weiter vom Stern.

Die starke ultraviolette Strahlung des Sterns – dem Kern des planetarischen Nebels – ionisiert die Atome in der Hülle und regt sie zum Leuchten an. Nach einigen Zehntausend Jahren löst sich die Hülle auf und es bleibt nur ein kleiner, sehr heißer und dichter Stern übrig. Allmählich, eher langsam abkühlend, verwandelt er sich in einen Weißen Zwerg.

So scheinen Weiße Zwerge im Inneren von Sternen – Roten Riesen – zu „reifen“ und „zu entstehen“, nachdem sich die äußeren Schichten der Riesensterne getrennt haben.

Schwarze Zwerge

Mit zunehmender Abkühlung emittieren sie immer weniger und verwandeln sich in unsichtbare „schwarze“ Zwerge. Dabei handelt es sich um tote, kalte Sterne von sehr hoher Dichte, millionenfach dichter als Wasser. Ihre Größe ist kleiner als die Größe des Globus, obwohl ihre Masse mit der Sonnenmasse vergleichbar ist. Der Abkühlungsprozess von Weißen Zwergen dauert viele hundert Millionen Jahre. Auf diese Weise beenden die meisten Sterne ihre Existenz. Das endgültige Leben relativ massereicher Sterne kann jedoch viel dramatischer sein.

Rote Riesen

Sowohl „junge“ als auch „alte“ Rote Riesen haben ähnliche beobachtbare Eigenschaften, was durch die Ähnlichkeit ihrer inneren Struktur erklärt wird – sie alle haben einen heißen, dichten Kern und eine sehr dünne und ausgedehnte Hülle. Die Temperatur der Strahlungsoberfläche (Photosphäre) von Roten Riesen ist relativ niedrig und dementsprechend ist der Energiefluss pro Strahlungsflächeneinheit gering – 2–10 Mal geringer als der der Sonne.

Veränderliche Sterne

Ein veränderlicher Stern ist ein Stern, dessen Helligkeit sich im Laufe der Zeit aufgrund physikalischer Prozesse in seiner Region ändert. Streng genommen ändert sich die Helligkeit eines jeden Sterns im Laufe der Zeit um das eine oder andere Grad. Um einen Stern als veränderlich zu klassifizieren, reicht es aus, dass sich die Helligkeit des Sterns mindestens einmal ändert. Die Gründe für Änderungen der Helligkeit von Sternen können sein: radiale und nichtradiale Pulsationen, chromosphärische Aktivität, periodische Sonnenfinsternisse in einem engen Doppelsternsystem, Prozesse im Zusammenhang mit dem Materiefluss von einem Stern zum anderen in einem Doppelsternsystem, katastrophal Prozesse wie eine Supernova-Explosion.

Dabei handelt es sich um heiße Zwergsterne, die in kurzer Zeit (von einem Tag bis zu hundert Tagen) plötzlich ihre Leuchtkraft um viele Größenordnungen steigern und anschließend langsam, manchmal über viele Jahre hinweg, in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren. Bei Ausbrüchen neuer Sterne werden äußere Hüllen aus Gas mit einer tausendfach geringeren Masse als die Masse der Sonne mit einer Geschwindigkeit von 1000 km/s aus ihrer Atmosphäre geschleudert. Jedes Jahr tauchen in der Galaxie mindestens 200 neue Sterne auf, aber wir bemerken nur 2/3 davon. Es wurde festgestellt, dass neue Sterne heiße Sterne in engen Doppelsternsystemen sind, in denen der zweite Stern viel kühler ist als der erste. Das ist Dualität. letztendlich verursacht durch eine Nova-Explosion. In engen binären Systemen wird gasförmige Materie zwischen den Komponenten ausgetauscht. Trifft eine große Menge Wasserstoff eines zweiten Sterns auf einen heißen Stern, kommt es zu einer gewaltigen Explosion, Beobachter auf der Erde registrieren eine Nova-Explosion.

Supernovae

Supernovae sind Sterne, deren Helligkeit während eines Ausbruchs innerhalb weniger Tage um mehrere zehn Größenordnungen zunimmt. Bei ihrer maximalen Helligkeit ist eine Supernova in ihrer Helligkeit mit der gesamten Galaxie, in der sie ausgebrochen ist, vergleichbar und kann diese sogar übertreffen.

Eine katastrophale Explosion, die das Leben eines massereichen Sterns beendet, ist ein wirklich spektakuläres Ereignis. Dies ist das stärkste Naturphänomen, das in den Sternen auftritt. In einem Augenblick wird mehr Energie freigesetzt, als unsere Sonne in 10 Milliarden Jahren emittiert. Der von einem sterbenden Stern emittierte Lichtstrom entspricht dem einer ganzen Galaxie, und sichtbares Licht macht nur einen kleinen Bruchteil der Gesamtenergie aus. Die Überreste des explodierenden Sterns fliegen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 20.000 km pro Sekunde davon.

Hypernovae

Hypernova – der Zusammenbruch eines außergewöhnlich schweren Sterns, nachdem in ihm keine Quellen mehr zur Unterstützung thermonuklearer Reaktionen vorhanden sind; mit anderen Worten, es ist eine sehr große Supernova. Seit Anfang der 1990er Jahre wurden so starke Sternexplosionen beobachtet, dass die Kraft der Explosion die Kraft einer gewöhnlichen Supernova um etwa das Hundertfache übertraf und die Energie der Explosion 1046 Joule überstieg. Darüber hinaus wurden viele dieser Explosionen von sehr starken Gammastrahlenausbrüchen begleitet. Bei der intensiven Erforschung des Himmels wurden mehrere Argumente für die Existenz von Hypernovae gefunden, doch im Moment handelt es sich bei Hypernovae um hypothetische Objekte. Heute werden mit dem Begriff Explosionen von Sternen mit Massen von 100 bis 150 oder mehr Sonnenmassen bezeichnet. Hypernovae könnten aufgrund eines starken radioaktiven Ausbruchs theoretisch eine ernsthafte Bedrohung für die Erde darstellen, doch derzeit gibt es keine Sterne in der Nähe der Erde, die eine solche Gefahr darstellen könnten. Einigen Daten zufolge kam es vor 440 Millionen Jahren in der Nähe der Erde zu einer Hypernova-Explosion. Es ist wahrscheinlich, dass durch diese Explosion das kurzlebige Nickelisotop 56Ni auf die Erde fiel.

Neutronensterne

Wenn die Masse eines kollabierenden Sterns die Masse der Sonne um mehr als das 1,4-fache übersteigt, wird ein solcher Stern, der das Stadium des Weißen Zwergs erreicht hat, dort nicht aufhören. Die Gravitationskräfte sind dabei sehr stark, so dass Elektronen in das Innere der Atomkerne gedrückt werden. Ein typischer Neutronenstern hat nur einen Durchmesser von 10 bis 15 km und ein Kubikzentimeter seiner Materie wiegt etwa eine Milliarde Tonnen. Neben ihrer unglaublich hohen Dichte verfügen Neutronensterne über zwei weitere besondere Eigenschaften, die sie trotz ihrer geringen Größe nachweisbar machen: schnelle Rotation und ein starkes Magnetfeld. Im Allgemeinen rotieren alle Sterne, aber wenn sich ein Stern zusammenzieht, erhöht sich seine Rotationsgeschwindigkeit – so wie sich ein Eiskunstläufer auf dem Eis viel schneller dreht, wenn er seine Hände an sich drückt. Ein Neutronenstern dreht sich mehrmals pro Sekunde. Neben dieser außergewöhnlich schnellen Rotation verfügen Neutronensterne über ein millionenfach stärkeres Magnetfeld als das der Erde.

Doppelsterne

Ein Doppelstern oder Doppelsternsystem besteht aus zwei gravitativ gebundenen Sternen, die sich in geschlossenen Bahnen um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt drehen. Mit Hilfe von Doppelsternen ist es möglich, die Massen von Sternen herauszufinden und verschiedene Zusammenhänge zu konstruieren. Und ohne die Beziehung zwischen Masse – Radius, Masse – Leuchtkraft und Masse – Spektralklasse zu kennen, ist es praktisch unmöglich, etwas über den inneren Aufbau von Sternen oder ihre Entwicklung zu sagen. Aber Doppelsterne würden nicht so ernsthaft untersucht, wenn ihre gesamte Bedeutung auf Informationen über die Masse reduziert würde. Trotz wiederholter Versuche, nach einzelnen Schwarzen Löchern zu suchen, werden alle Kandidaten für Schwarze Löcher in binären Systemen gefunden. Die Wolf-Rayet-Sterne wurden dank Doppelsternen präzise untersucht.

Nahe Doppelsterne (Close Binary System – TDS)

Unter Doppelsternen werden die sogenannten Close Binary Systems (CLS) unterschieden: Doppelsternsysteme, in denen Materie zwischen Sternen ausgetauscht wird. Der Abstand zwischen den Sternen in einem engen Doppelsternsystem ist vergleichbar mit der Größe der Sterne selbst, sodass in solchen Systemen komplexere Effekte als nur Anziehung auftreten: Gezeitenverzerrung der Form, Erwärmung durch die Strahlung eines helleren Begleiters und andere Effekte .

Sternhaufen

Ein Sternhaufen ist eine gravitativ gebundene Gruppe von Sternen, die einen gemeinsamen Ursprung haben und sich als Ganzes im Gravitationsfeld der Galaxie bewegen. Einige Sternhaufen enthalten neben Sternen auch Gas- und/oder Staubwolken. Aufgrund ihrer Morphologie werden Sternhaufen historisch in zwei Typen unterteilt – kugelförmige und offene. Im Juni 2011 wurde bekannt, dass eine neue Klasse von Clustern entdeckt wurde, die die Eigenschaften von Kugelsternhaufen und offenen Clustern vereint.

Gruppen von gravitativ ungebundenen Sternen oder schwach gebundenen jungen Sternen, die durch einen gemeinsamen Ursprung verbunden sind, werden Sternassoziationen genannt.

Galaxien

Eine Galaxie ist ein riesiges, durch die Schwerkraft gebundenes System aus Sternen und Sternhaufen, interstellarem Gas und Staub sowie dunkler Materie. Alle Objekte innerhalb von Galaxien nehmen an der Bewegung relativ zu einem gemeinsamen Massenschwerpunkt teil. Galaxien sind extrem weit entfernte Objekte; die Entfernung zu den nächstgelegenen wird normalerweise in Megaparsec und zu entfernten Objekten in Einheiten der Rotverschiebung z gemessen. Gerade aufgrund ihrer Entfernung sind mit bloßem Auge nur drei von ihnen am Himmel zu unterscheiden: der Andromedanebel (sichtbar auf der Nordhalbkugel), die Große und die Kleine Magellansche Wolke (sichtbar auf der Südhalbkugel). Galaxien sind sehr vielfältig: Unter ihnen kann man sphärische elliptische Galaxien, Scheibenspiralgalaxien, Balkengalaxien, Zwerggalaxien, unregelmäßige Galaxien usw. unterscheiden.

Kapitel 3. Planeten

Ein Planet ist ein Himmelskörper, der einen Stern oder seine Überreste umkreist, der massiv genug ist, um sich unter dem Einfluss seiner eigenen Schwerkraft zu runden, aber nicht massiv genug, um eine thermonukleare Reaktion auszulösen, und der es geschafft hat, die Umgebung seiner Umlaufbahn von Planetesimalen zu befreien.

Planeten können in zwei Hauptklassen eingeteilt werden: große Planeten mit geringer Dichte – Riesen – und kleinere erdähnliche Planeten mit fester Oberfläche. Nach der Definition der Internationalen Astronomischen Union gibt es im Sonnensystem 8 Planeten. In der Reihenfolge der Entfernung von der Sonne – vier erdähnliche Planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, dann vier Riesenplaneten: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Außerdem gibt es im Sonnensystem mindestens fünf Zwergplaneten: Pluto (gilt bis 2006 als neunter Planet), Makemake, Haumea, Eris und Ceres. Mit Ausnahme von Merkur und Venus umkreisen alle Planeten mindestens einen Satelliten.

Exoplanet oder extrasolarer Planet

Es handelt sich um einen Planeten, der einen Stern außerhalb des Sonnensystems umkreist. Die Planeten sind im Vergleich zu den Sternen extrem klein und dunkel, und die Sterne selbst sind weit von der Sonne entfernt (der nächste ist 4,22 Lichtjahre entfernt). Daher war das Problem, Planeten in der Nähe anderer Sterne zu entdecken, lange Zeit unlösbar; die ersten Exoplaneten wurden Ende der 1980er Jahre entdeckt. Dank verbesserter wissenschaftlicher Methoden beginnt man nun, solche Planeten zu entdecken, oft an der Grenze ihrer Möglichkeiten.

Planetenmasseobjekte

Ein Objekt mit Planetenmasse, PMA oder Planemo, ist ein Himmelskörper, dessen Masse es ihm ermöglicht, in den Definitionsbereich eines Planeten zu fallen, d. h. seine Masse ist größer als die von kleinen Körpern, reicht aber nicht aus, um eine thermonukleare Reaktion auszulösen in der Art eines Braunen Zwergs oder Sterns. Per Definition sind alle Planeten Objekte mit planetarischer Masse, der Zweck dieses Begriffs besteht jedoch darin, Himmelskörper zu beschreiben, die nicht dem entsprechen, was normalerweise von einem Planeten erwartet wird. Zum Beispiel frei schwebende Planeten, die keine Sterne umkreisen, bei denen es sich möglicherweise um „Waisenplaneten“ handelt, die ihr System verlassen haben, oder um Objekte, die beim Kollaps einer Gaswolke entstanden sind – statt der für sie typischen Akkretion aus einer protoplanetaren Scheibe die meisten Planeten.

Waisenplanet

Hierbei handelt es sich um ein Objekt mit einer Masse, die mit der Masse eines Planeten vergleichbar ist, und das im Wesentlichen ein Planet ist, jedoch nicht gravitativ an einen Stern, einen Braunen Zwerg oder oft auch nur an einen anderen Planeten gebunden ist (obwohl ein solcher Planet Satelliten haben kann). Befindet sich ein Planet in einer Galaxie, umkreist er den galaktischen Kern (die Umlaufzeit ist normalerweise sehr lang). Ansonsten sprechen wir von einem intergalaktischen Planeten, und der Planet dreht sich um nichts.

Satellitenplaneten und Gürtelplaneten

Einige große Satelliten haben eine ähnliche Größe wie der Planet Merkur oder sind sogar größer als dieser. Zum Beispiel die Galileischen Monde und Titan. Alan Stern argumentiert, dass der Standort eines Planeten keine Rolle spielen sollte und nur geophysikalische Merkmale berücksichtigt werden sollten, wenn einem Objekt der Status eines Planeten verliehen wird. Er schlägt den Begriff Satellitenplanet für ein planetengroßes Objekt vor, das einen anderen Planeten umkreist. Ebenso können laut Stern auch planetengroße Objekte im Asteroidengürtel oder Kuipergürtel als Planeten betrachtet werden.

Kapitel 4. Komet

Der kleine Kern mit einem Durchmesser von nur einem Bruchteil eines Kilometers ist der einzige feste Teil des Kometen und fast seine gesamte Masse ist darin konzentriert.

Die Masse der Kometen ist sehr gering und hat keinerlei Einfluss auf die Bewegung der Planeten. Die Planeten verursachen große Störungen in der Bewegung der Kometen. Der Kern des Kometen scheint aus einer Mischung aus Staubkörnern, festen Materiestücken und gefrorenen Gasen wie Kohlendioxid, Methan und Ammoniak zu bestehen.

Wenn sich der Komet der Sonne nähert, erwärmt sich der Kern und es werden Gas und Staub aus ihm freigesetzt. Sie bilden eine Gashülle – den Kopf des Kometen. Das Gas und der Staub, aus denen der Kopf besteht, bilden unter dem Einfluss des Drucks der Sonnenstrahlung und der Korpuskularströmungen den Schweif des Kometen, der immer in die der Sonne entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Je näher ein Komet der Sonne kommt, desto heller ist er und desto länger ist sein Schweif aufgrund seiner stärkeren Einstrahlung und intensiven Gasfreisetzung. Meistens ist es gerade, dünn und fließend. Große, helle Kometen haben manchmal einen breiten, fächerförmigen Schweif. Einige Schweife erreichen die Entfernung von der Erde zur Sonne, und der Kopf eines Kometen hat die Größe der Sonne. Wenn er sich von der Sonne entfernt, ändern sich Aussehen und Helligkeit des Kometen in umgekehrter Reihenfolge, und der Komet verschwindet aus dem Blickfeld, wenn er die Umlaufbahn des Jupiter erreicht.

Kapitel 5. Asteroid

Ein Asteroid ist ein relativ kleiner Himmelskörper im Sonnensystem, der sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne bewegt. Asteroiden sind in Masse und Größe deutlich kleiner als Planeten, haben eine unregelmäßige Form und keine Atmosphäre, können aber auch Satelliten haben.

Derzeit gibt es keine Asteroiden, die die Erde erheblich bedrohen könnten. Je größer und schwerer der Asteroid ist, desto größer ist die Gefahr, die er darstellt. In diesem Fall ist es jedoch viel einfacher, ihn zu entdecken. Als gefährlichster Asteroid gilt derzeit Apophis mit einem Durchmesser von etwa 300 m, dessen Kollision bei einem gezielten Treffer eine Großstadt zerstören kann, für die eine solche Kollision jedoch keine Gefahr darstellt Menschheit als Ganzes. Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 10 km können eine globale Bedrohung darstellen. Alle Asteroiden dieser Größe sind den Astronomen bekannt und befinden sich in Umlaufbahnen, die nicht zu einer Kollision mit der Erde führen können.

Abschluss

Die Astrophysik ist ein Zweig der Astronomie, der Himmelskörper, ihre Systeme und den Raum zwischen ihnen auf der Grundlage der Untersuchung physikalischer Prozesse und Phänomene im Universum untersucht. Die Astrophysik untersucht Himmelsobjekte aller Größen, von kosmischen Staubkörnern über intergalaktische Strukturen bis hin zum Universum als Ganzes.

Eine sehr wichtige Phase in der Entwicklung der Astronomie begann vor relativ kurzer Zeit, ab der Mitte des 19. Jahrhunderts, als die Spektralanalyse aufkam und die Fotografie in der Astronomie eingesetzt wurde. Diese Methoden ermöglichten es Astronomen, mit der Erforschung der physikalischen Natur von Himmelskörpern zu beginnen und die Grenzen des untersuchten Raums erheblich zu erweitern.

In dieser Arbeit haben wir versucht, die wichtigsten kosmischen Objekte zu betrachten, aber unser Universum enthält viele Galaxien. Jeder enthält Milliarden von Sternen. Laut Astronomen und Physikern können wir nur fünf Prozent der Materie im Universum beobachten. Der Rest des Universums enthält dunkle Materie und vom Menschen unerforschte Elemente, die wir noch entdecken müssen.

Literaturverzeichnis

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5. Astronomie: 21. Jahrhundert / Ed.-comp. V.G. Surdin. -- Fryazino: „Century 2“, 2008.

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Nächstes Perihel im Sonnensystem. Merkur ist mit Abstand das größte sonnennächste Objekt. Es gibt aber auch viel kleinere Asteroiden, die näher an unserem Stern kreisen. Perihel ist der Punkt der Umlaufbahn, der ihm am nächsten liegt. Der Asteroid 2000 BD19 fliegt der Sonne unglaublich nahe, seine Umlaufbahn ist die kleinste. Das Perihel dieses Objekts beträgt 0,092 astronomische Einheiten (13,8 Millionen km). Es besteht kein Zweifel, dass der Asteroid HD19 sehr heiß ist – die Temperatur dort ist so hoch, dass Zink und andere Metalle einfach schmelzen würden. Und das Studium eines solchen Objekts ist für die Wissenschaft sehr wichtig. Schließlich kann man auf diese Weise verstehen, wie verschiedene Faktoren die Orbitalausrichtung eines Körpers im Raum verändern können. Einer dieser Faktoren ist die bekannte allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein. Deshalb wird eine sorgfältige Untersuchung des erdnahen Objekts der Menschheit helfen zu verstehen, wie praktisch diese wichtige Theorie ist.

Der älteste Quasar. Einige Schwarze Löcher haben eine beeindruckende Masse, was logisch ist, wenn man bedenkt, dass sie alles absorbieren, was ihnen in den Weg kommt. Als Astronomen das Objekt ULAS J1120+0641 entdeckten, waren sie äußerst überrascht. Die Masse dieses Quasars ist zwei Milliarden Mal größer als die der Sonne. Aber was das Interesse weckt, ist nicht einmal das Volumen dieses Schwarzen Lochs, das Energie in den Weltraum abgibt, sondern sein Alter. ULAS ist der älteste Quasar in der Geschichte der Weltraumbeobachtung. Es erschien 800 Millionen Jahre nach dem Urknall. Und das flößt Respekt ein, denn ein solches Zeitalter impliziert eine Reise des Lichts von diesem Objekt zu uns in 12,9 Milliarden Jahren. Wissenschaftler sind sich nicht sicher, warum das Schwarze Loch so groß geworden sein konnte, denn zu diesem Zeitpunkt gab es nichts zu absorbieren.

Seen von Titan. Nachdem sich die Winterwolken verzogen hatten und der Frühling Einzug hielt, konnte die Raumsonde Cassini hervorragende Fotos der Seen am Nordpol von Titan machen. Nur Wasser kann unter solchen überirdischen Bedingungen nicht existieren, aber die Temperatur ist genau richtig, damit flüssiges Methan und Ethan die Oberfläche des Satelliten erreichen. Die Raumsonde befindet sich seit 2004 in der Titan-Umlaufbahn. Dies ist jedoch das erste Mal, dass sich die Wolken über dem Pol so weit verzogen haben, dass er deutlich sichtbar und fotografierbar ist. Es stellte sich heraus, dass die Hauptseen Hunderte von Kilometern breit sind. Das größte, das Krakenmeer, hat die gleiche Fläche wie das Kaspische Meer und den Oberen See zusammen. Für die Erde wurde die Existenz eines flüssigen Mediums zur Grundlage für die Entstehung des Lebens auf dem Planeten. Aber Meere aus Kohlenwasserstoffverbindungen sind eine andere Sache. Stoffe in solchen Flüssigkeiten lösen sich nicht so gut wie in Wasser.

Eine riesige Wasserwolke, die sich 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, nicht weit vom Schwarzen Loch entfernt. Die Wolke enthält Wasserreserven, die 140 Billionen Mal größer sind als das Volumen aller Ozeane der Erde.

Diamantplanet.
Planet 55 Krebs, der sich im Sternbild Krebs befindet, ist 40 Lichtjahre entfernt. Die Oberfläche dieses Planeten ist mit Diamanten bedeckt.

Ein Planet aus heißem Eis.
Aufgrund der hohen Temperatur der Planetenoberfläche liegt Wasser in der Atmosphäre des Planeten in Form von Dampf vor. Im Inneren steht das Wasser in einem auf der Erde unbekannten Zustand unter Druck und wird dichter als Eis und flüssiges Wasser. Der Planet ist 30 Lichtjahre entfernt und umkreist den Stern Gliese 436.

Vier Sterne in einem System.
HD 98800 ist ein Mehrfachsystem bestehend aus vier Sternen. Es befindet sich im Sternbild Kelch in einer Entfernung von etwa 150 Lichtjahren von uns. Das System besteht aus vier T-Tauri-Sternen (orange Hauptreihen-Zwergsterne).

Sterne, die sich scheinbar mit Billionen Meilen pro Stunde bewegen.
Die von einem solchen Kugelstern erzeugte Stoßwelle könnte je nach Schätzung der Entfernung zur Erde zwischen 100 Milliarden und Billionen Meilen groß sein (ungefähr das 17- bis 170-fache des Durchmessers des Sonnensystems, gemessen durch Neptuns Umlaufbahn). Entdeckt vom Hubble-Teleskop.

Geheimnisvolle Wolke – „Himiko“.
Es enthält etwa zehnmal mehr Material und liegt 12,9 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Wolke hat eine große Masse und Ausdehnung – ihr Durchmesser beträgt etwa 55.000 Lichtjahre.

Große Quasargruppe.
Die großräumige Struktur des Universums, eine Ansammlung der stärksten und aktivsten galaktischen Kerne, die sich innerhalb eines galaktischen Filaments befinden.

Gravitationslinsen.
Ein astronomisches Phänomen, bei dem sich das Bild einer entfernten Quelle (Stern, Galaxie, Quasar) als verzerrt erweist, weil die Sichtlinie zwischen der Quelle und dem Beobachter in der Nähe eines anziehenden Körpers verläuft.

Silhouette von Mickey Mouse auf Merkur.
Das Foto wurde am 3. Juni 2012 mit der NAC Narrow Angle Camera als Teil einer Kampagne zur Aufnahme der Merkuroberfläche bei niedrigen Einfallswinkeln der Sonne aufgenommen.

Die Temperatur des Sterns entspricht etwa der einer Tasse Tee. Es befindet sich in einer Entfernung von 75 Lichtjahren von der Erde.

Sie befinden sich im Adlernebel. Die Säulen der Schöpfung wurden vor etwa 6.000 Jahren durch eine Supernova-Explosion zerstört. Da sich der Nebel jedoch in einer Entfernung von 7.000 Lichtjahren von der Erde befindet, wird es möglich sein, die Säulen noch etwa tausend Jahre lang zu beobachten.

Magnetare sind Hwehdas, die ein außergewöhnlich starkes Magnetfeld haben.

Niemand kann einem Schwarzen Loch entkommen und es verlassen, nicht einmal Objekte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, einschließlich Lichtquanten selbst aufgrund ihrer Schwerkraft und enormen Größe.

Der Weltraum ist geheimnisvoll und schön und gleichzeitig sehr seltsam.

Dort sterben Tausende von Sternen, werden geboren und erlöschen wieder, und Galaxien kreisen um supermassereiche Schwarze Löcher, die langsam alles, was sie umgibt, in sich aufsaugen. Es ist voller seltsamer Dinge, die der menschliche Geist nicht verstehen kann.

Erstaunlicher Rotquadratnebel

Alle Weltraumobjekte haben normalerweise eine runde Form: Sterne, Planeten, Galaxien, Umlaufbahnen. Plötzlich gibt es einen Nebel, der einem Quadrat ähnelt. Wissenschaftler waren äußerst überrascht, eine Form zu entdecken, die im Weltraum nicht existieren sollte.

Wenn Sie genau hinsehen, können Sie an der Berührungsstelle eine Querschnittsform erkennen, die aus zwei Kegeln besteht. Aber es gibt nur wenige solcher Zapfen am Nachthimmel. Der sanduhrförmige Nebel leuchtet sehr hell, weil sich in seiner Mitte (wo sich die Kegel berühren) ein sehr heller Stern befindet. Möglicherweise handelt es sich hierbei um eine Supernova, die durch einen explodierenden Stern entstanden ist, weshalb die Ringe an der Basis der Kegel intensiv leuchten.

Die Säulen der Schöpfung sind atemberaubend schöne Formationen im Sternbild Aquila

Adams Douglas hat einmal geschrieben, dass der Weltraum so groß ist, dass man ihn sich kaum vorstellen kann. Die Entfernung zu kosmischen Körpern wird in Lichtjahren gemessen. Und diese Einheit bedeutet eine riesige Distanz: Licht, das sich im Universum am schnellsten ausbreitet, legt diese Strecke in nur einem Jahr zurück. Es stellt sich heraus, dass wir, wenn wir Weltraumobjekte betrachten, sie in der Vergangenheit sehen. Zum Beispiel die Säulen der Schöpfung. Es wird siebentausend Jahre dauern, bis das Licht dieser Konstellation die Erde erreicht. Der Mensch sieht also, was vor dieser Zeit passiert ist. Und oft ist es sehr seltsam. Schließlich wurden die Säulen der Schöpfung laut Wissenschaftlern vor sechstausend Jahren zerstört und heute existieren sie nicht mehr, aber wir sehen sie.

Alles im Raum bewegt sich auf Bahnen, um die eigene Achse oder rast durch den Raum. Aufgrund der starken Schwerkraft kommt es daher zu Kollisionen von Galaxien, die aus Milliarden von Sternen bestehen. Glücklicherweise passieren solche Katastrophen sehr selten, da der riesige Raum ziemlich leer ist.

Horizontproblem

Trotz enormen Wissens ist der Weltraum immer noch ein Rätsel. Wenn wir beispielsweise die Hintergrundstrahlung an einem Punkt am östlichen Himmel und dann an einem 28 Milliarden Lichtjahre entfernten Punkt im Westen messen, werden wir überrascht sein, dass die Hintergrundstrahlung dieselbe Temperatur hat. Die Inflationstheorie, was darauf hindeutet, dass das Universum als Ergebnis des Urknalls entstanden ist, erklärt dies nicht durch die Dehnung der Ränder des Universums, sondern durch die Dehnung der Raumzeit in Sekundenbruchteilen, wie bei Kaugummi.

Der Mörder ist ein Schwarzes Loch

In unmittelbarer Nähe beginnt sich das Material seltsam zu verhalten. Wenn Sie sich vorstellen, in eine schwarze Durra hineingezogen zu werden, bedeutet das, dass Sie die verbleibende Zeit in der Ewigkeit hoffnungslos schreiend in der Leere des Tunnels verbringen werden. Aber hör auf. Auch diese Möglichkeit wird es aufgrund der monströsen Schwerkraft nicht geben, die umso stärker ist, je näher ihre Quelle liegt, und die bei geringer Entfernung beispielsweise sogar den menschlichen Körper verändern kann. Wenn Sie sich vorstellen, dass eine Person mit den Füßen voran in ein schwarzes Loch gefallen ist, wird sie bemerken, wie sich der Körper in „Spaghetti“ verwandelt, die in die Mitte des Lochs gezogen werden.

Universum und Gehirnzellen

Physikern ist es gelungen, die Entstehung des Universums nach dem Urknall zu simulieren. Im Zentrum befinden sich leuchtend gelbe Galaxien, die sehr dicht gepackt sind. Entlang der Ränder befindet sich ein Netzwerk aus weniger dichten Galaxien, dunkler Materie, Sternen und anderen Himmelskörpern.

Studenten der Brandos University sahen ein ähnliches Bild, als sie das Gehirn einer Maus unter dem Mikroskop betrachteten: Gelbe Neuronen sind durch ein „Netzwerk“ roter Verbindungen verbunden. Es scheint, dass das Universum in Wirklichkeit eine Art Zelle innerhalb eines anderen Universums ist.

Fehlende Baryonen

Nach der Urknalltheorie wird die Expansion des Universums nicht vollständig aufhören, da die starke Anziehungskraft sie verhindern wird. Allerdings können Planeten, Nebel, Sterne, Galaxien, d.h. Die sogenannte baryonische Materie ist nur ein Zehntel der gesamten Materie, die im Weltraum existieren sollte, einschließlich der schwarzen (fehlenden) Materie. Bisher kann keine Theorie das seltsame Fehlen von Baryonen erklären. Die am weitesten verbreitete davon besagt, dass intergalaktische Medien – Atome, verteiltes Gas – diese fehlende Materie ausmachen. Aber selbst wenn wir dies akzeptieren, bleibt eine große Anzahl fehlender Baryonen bestehen. Und es gibt immer noch keine Ahnung, wo die Materie geblieben ist, die eigentlich existieren sollte.

Kalte Sterne

Niemand zweifelt daran, dass Sterne heiß sind. Das ist absolut logisch. Aber kühle Sterne, sogenannte Braune Zwerge, sind im Weltraum keine Seltenheit. Kürzlich wurden auch Y-Zwerge entdeckt – eine Unterart der Familie der Braunen Zwerge, deren Temperatur kälter ist als die menschliche Körpertemperatur. Sie sind schwer zu finden, da sie kein sichtbares Licht aussenden. Es wird angenommen, dass es sich um die „schwarze Materie“ handelt, die aus dem Universum verschwunden ist.

Jeder versteht, dass die Körpertemperatur abnimmt, wenn man sich von der Wärmequelle entfernt. Aber warum ist die Sonnenkorona (eine bestimmte Atmosphäre) dann zweihundertmal heißer als die Temperatur der Sonnenoberfläche?

Wissenschaftler glauben, dass der Grund in Einschlüssen des Magnetfelds liegt, die auf der Sonnenoberfläche erscheinen und wieder verschwinden. Die magnetischen Feldlinien können sich nicht schneiden, daher müssen sich die Einschlüsse bei ihrer Nähe neu anordnen, was zu einer Erwärmung der Korona führt. Aber nicht alle sind mit dieser Erklärung einverstanden. Und niemand kann beantworten, warum diese Einschlüsse überhaupt auftreten.

Eridani-Schwarzes Loch

Tausende Galaxien wurden von der Hubble-Teleskopkamera erfasst. Aber wenn man das Sternbild Eridanus betrachtet, ist nichts sichtbar – nur Schwärze, die sich über Millionen von Lichtjahren erstreckt. Einer Theorie zufolge füllt ein Schwarzes Loch die Lücke. Um ihn herum befinden sich Galaxienhaufen, die sich mit großer Geschwindigkeit drehen, was die Illusion eines expandierenden Universums vermittelt. Diese Theorie erklärt jedoch nicht die andere Leere am Südhimmel. Seine Breite beträgt mehr als drei Millionen Lichtjahre. Und es konnte nicht durch die übliche Drift von Galaxien entstanden sein.

Nr. 10. Bumerangnebel – der kälteste Ort im Universum

Der Bumerangnebel befindet sich im Sternbild Centaurus in einer Entfernung von 5000 Lichtjahren von der Erde. Die Temperatur des Nebels beträgt −272 °C und ist damit der kälteste bekannte Ort im Universum.

Der vom Zentralstern des Bumerangnebels ausgehende Gasstrom bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 164 km/s und dehnt sich ständig aus. Aufgrund dieser schnellen Expansion ist die Temperatur im Nebel so niedrig. Der Bumerangnebel ist kühler als selbst die Reliktstrahlung des Urknalls.

Keith Taylor und Mike Scarrott nannten das Objekt 1980 „Bumerangnebel“, nachdem sie es mit dem Anglo-Australian Telescope am Siding Spring Observatory beobachtet hatten. Aufgrund der Empfindlichkeit des Instruments konnte nur eine geringe Asymmetrie in den Lappen des Nebels festgestellt werden, was zu der Annahme einer gekrümmten Form, ähnlich einem Bumerang, führte.

Der Boomerang-Nebel wurde 1998 vom Hubble-Weltraumteleskop detailliert fotografiert. Danach wurde festgestellt, dass der Nebel die Form einer Fliege hatte, dieser Name jedoch bereits vergeben war.

R136a1 liegt 165.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Tarantelnebel in der Großen Magellanschen Wolke. Dieser blaue Hyperriese ist der massereichste Stern, den die Wissenschaft kennt. Der Stern ist auch einer der hellsten und strahlt bis zu 10 Millionen Mal mehr Licht aus als die Sonne.

Die Masse des Sterns beträgt 265 Sonnenmassen und seine Entstehungsmasse betrug mehr als 320. R136a1 wurde am 21. Juni 2010 von einem Astronomenteam der University of Sheffield unter der Leitung von Paul Crowther entdeckt.

Die Frage nach dem Ursprung solcher supermassereichen Sterne bleibt immer noch unklar: ob sie ursprünglich mit einer solchen Masse entstanden sind oder ob sie aus mehreren kleineren Sternen entstanden sind.

Im Bild von links nach rechts: Roter Zwerg, Sonne, Blauer Riese und R136a1:

Ein supermassereiches Schwarzes Loch kann übrigens eine Masse von einer Million bis einer Milliarde Sonnenmassen haben. Schwarze Löcher sind die letzten Stadien in der Entwicklung massereicher Sterne. Tatsächlich sind sie keine Sterne, da sie weder Wärme noch Licht abgeben und in ihnen keine thermonuklearen Reaktionen mehr stattfinden.

Nr. 8. SDSS J0100+2802 – der hellste Quasar mit dem ältesten Schwarzen Loch

SDSS J0100+2802 ist ein Quasar, der 12,8 Milliarden Lichtjahre von der Sonne entfernt liegt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass das Schwarze Loch, das es speist, eine Masse von 12 Milliarden Sonnenmassen hat, was 3000-mal größer ist als das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie.

Die Leuchtkraft des Quasars SDSS J0100+2802 übertrifft die der Sonne um das 42 Billionenfache. Und das Schwarze Loch ist das älteste bekannte. Das Objekt entstand 900 Millionen Jahre nach dem angeblichen Urknall.

Der Quasar SDSS J0100+2802 wurde am 29. Dezember 2013 von Astronomen aus der chinesischen Provinz Yunnan mit dem 2,4-m-Lijiang-Teleskop entdeckt.

Nr. 7. WASP-33 b (HD 15082 b) – der heißeste Planet

Planet WASP-33 b ist ein Exoplanet in der Nähe des weißen Hauptreihensterns HD 15082 im Sternbild Andromeda. Der Durchmesser ist etwas größer als der von Jupiter. Im Jahr 2011 wurde die Temperatur des Planeten mit äußerster Präzision gemessen – etwa 3200 °C, was ihn zum heißesten bekannten Exoplaneten macht.

Nr. 6. Der Orionnebel ist der hellste Nebel

Der Orionnebel (auch bekannt als Messier 42, M 42 oder NGC 1976) ist der hellste diffuse Nebel. Es ist mit bloßem Auge am Nachthimmel deutlich sichtbar und kann fast überall auf der Erde gesehen werden. Der Orionnebel liegt etwa 1.344 Lichtjahre von der Erde entfernt und hat einen Durchmesser von 33 Lichtjahren.

Dieser einsame Planet wurde von Philippe Delorme mit dem leistungsstarken ESO-Teleskop entdeckt. Das Hauptmerkmal des Planeten ist, dass er völlig allein im Weltraum ist. Uns ist bekannter, dass sich Planeten um einen Stern drehen. Aber CFBDSIR2149 ist kein solcher Planet. Er ist allein und der nächstgelegene Stern ist zu weit entfernt, um einen gravitativen Einfluss auf den Planeten auszuüben.

Wissenschaftler haben schon früher ähnliche einsame Planeten gefunden, aber die große Entfernung verhinderte ihre Untersuchung. Die Untersuchung des einsamen Planeten wird es uns ermöglichen, „mehr darüber zu erfahren, wie Planeten aus Planetensystemen herausgeschleudert werden können“.

Nr. 4. Cruithney – ein Asteroid mit einer Umlaufbahn, die mit der der Erde identisch ist

Cruitney ist ein erdnaher Asteroid, der sich in einer 1:1-Bahnresonanz mit der Erde bewegt und gleichzeitig die Umlaufbahnen von drei Planeten kreuzt: Venus, Erde und Mars. Er wird auch als Quasi-Satellit der Erde bezeichnet.

Cruithney wurde am 10. Oktober 1986 vom britischen Amateurastronomen Duncan Waldron mit dem Schmidt-Teleskop entdeckt. Cruithneys erste vorläufige Bezeichnung war 1986 TO. Die Umlaufbahn des Asteroiden wurde 1997 berechnet.

Dank der Orbitalresonanz mit der Erde durchfliegt der Asteroid fast ein Erdenjahr (364 Tage) seine Umlaufbahn, das heißt, Erde und Cruithney sind zu jedem Zeitpunkt im gleichen Abstand voneinander wie vor einem Jahr .

Es besteht zumindest für die nächsten Millionen Jahre keine Gefahr, dass dieser Asteroid mit der Erde kollidiert.

Nr. 3. Gliese 436 b – ein Planet aus heißem Eis

Gliese 436 b wurde 2004 von amerikanischen Astronomen entdeckt. Der Planet ist in seiner Größe mit Neptun vergleichbar; die Masse von Gliese 436 b entspricht 22 Erdmassen.

Im Mai 2007 stellten belgische Wissenschaftler unter der Leitung von Michael Gillon von der Universität Lüttich fest, dass der Planet hauptsächlich aus Wasser besteht. Wasser befindet sich im festen Zustand von Eis unter hohem Druck und einer Temperatur von etwa 300 Grad Celsius, was zum „Heißeis“-Effekt führt. Die Schwerkraft erzeugt einen enormen Druck auf Wasser, dessen Moleküle sich in Eis verwandeln. Und trotz der extrem hohen Temperatur kann Wasser nicht von der Oberfläche verdunsten. Daher ist Gliese 436 b ein sehr einzigartiger Planet.

Vergleich von Gliese 436 b (rechts) mit Neptun:

Nr. 2. El Gordo – die größte kosmische Struktur im frühen Universum

Ein Galaxienhaufen ist ein komplexer Überbau aus mehreren Galaxien. Der Cluster ACT-CL J0102-4915 mit dem informellen Namen El Gordo wurde 2011 entdeckt und gilt als die größte kosmische Struktur im frühen Universum. Nach neuesten Berechnungen von Wissenschaftlern ist dieses System drei Billiarden Mal massereicher als die Sonne. Der El Gordo-Cluster liegt 7 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.

Nach den Ergebnissen einer neuen Studie ist El Gordo das Ergebnis der Verschmelzung zweier Cluster, die mit Geschwindigkeiten von mehreren Millionen Kilometern pro Stunde kollidieren.

Nr. 1. 55 Krebs E – Diamantplanet

Planet 55 Cancri e wurde 2004 im Planetensystem des sonnenähnlichen Sterns 55 Cancri A entdeckt. Die Masse des Planeten ist fast neunmal größer als die Masse der Erde.

Die Temperatur auf der dem Mutterstern zugewandten Seite beträgt +2400 °C und es handelt sich um einen riesigen Lavaozean; auf der Schattenseite beträgt die Temperatur +1100 °C.

Neueren Forschungsergebnissen zufolge enthält 55 Cancer e in seiner Zusammensetzung einen großen Anteil an Kohlenstoff. Es wird angenommen, dass ein Drittel der Masse des Planeten aus dicken Diamantschichten besteht. Gleichzeitig gibt es auf dem Planeten fast kein Wasser. Der Planet befindet sich 40 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Der Sonnenaufgang am 55. Krebstag, wie er sich der Künstler vorgestellt hat:

P.S.

Die Masse der Erde beträgt 5,97 × 10 hoch 24 kg
Riesenplaneten des Sonnensystems
Jupiter hat eine Masse, die 318-mal so groß ist wie die der Erde
Saturn hat die 95-fache Masse der Erde
Uran hat die 14-fache Masse der Erde
Neptun hat die 17-fache Masse der Erde