Inhaltsverzeichnis 13

Inhaltsverzeichnis

Beobachtungsinstrumente und -methoden

1 Beobachtungen mit bloßem Auge 22Abendhimmel in Europa, Sternbilder, ausgewählte Deep-Sky-Objekte.

2 Atmosphäre der Erde 31Aufbau, atmosphärische Fenster, Extinktion, Refraktion, Durchsicht, Luftunruhe (Seeing),Taupunkt, Rayleigh-Streuung, Solar-terrestrische Beziehungen, Halo-Erscheinungen.

3 Optische Teleskope 41Fernrohrtypen, Montierungen, Nachführfehler, Stative, optische Grundgrößen, optischeFehler, Objektive, Okulare, Blickfeld, Lichtstärke, Kontrast, Dämmerungszahl, Auflö-sungsvermögen, Strehlwert, Seeingeinfluss, Selbstbau, Tauschutz, Kauftipps.

4 Astrophotographie 76Aufnahmeverfahren, Sternfeldaufnahmen, Polaufnahme, nachgeführte Kamera, Fokalauf-nahmen, Barlowlinse, Reducer, Spiegelrückschlag, Projektionsaufnahmen, Sonnenphoto-graphie, Äquivalentbrennweite, Bildgröße, Belichtungszeit, Filter.Digitaltechnik: Datenformat, digitales Okular, Webcam, digitale Videokamera, Digitalka-mera, CCD-Astrokamera, Notebook, Aufnahmesoftware, Fokussierung.Hintergrund des Bildes: Zahlensysteme, Dunkelbild, Himmelshintergrund, Hellbild.Nachbearbeitung: Bildüberlagerung, Ebnen und Glätten, Kontrastverstärkung, Schärfung,Rauschunterdrückung.

5 Photometrie 123Zielsetzung Dynamikbereich, Sättigung, Datenformat, Umrechnungsfunktion, Punktspreiz-funktion (PSF), Polsequenz, Spektralphotometrie, Farbfilter, RGB-Trennung, Messmetho-den, Vorgehensweise, Extinktion, Linearität im Sättigungsbereich, Genauigkeit, Zeitrefe-renz, Aufgabenbereiche, Zusammenfassung und Ausblick.

6 Hochauflösende Astronomie 146Großteleskope, adaptive und aktive Optiken, Prinzip der Interferometrie, Michelson-Interferometer, Radio-Interferometer, optisches Interferometer, Speckle-Interferometrie,alternative Techniken, Doppler-Tomographie, Gravitationswellendetektoren, VIRGO,LISA.

7 Radioastronomie 164Radioteleskope, Lofar, Square Kilometre Array, Beobachtungstechniken, Radioquellen,Physik der Radiostrahlung, optische Tiefe, Emissionsmaß, Beteigeuze, Spektralindex,einfaches SAT-Radioteleskop.

8 Ultraviolett- und Infrarotastronomie 179UV-Satelliten, Auflösung im Infrarotbereich, IR-Satelliten und -Raumsonden, Infrarot-Bänder, Kühlung.

9 Röntgen- und Gammaastronomie 181Satelliten, Röntgenteleskope, Wolterteleskop, Gammadetektoren, Cherenkov-Teleskop,H.E.S.S., MAGIC, Gamma-Spektrometer.

10 Raumsonden 184Fluchtgeschwindigkeit, kosmische Geschwindigkeiten, Langrange-Punkte, Raumsondenzur Erforschung von Mond und Planeten, Satelliten zur astronomischen Beobachtung.

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Astronomische Grundlagen

11 Strahlung und Helligkeit 190Strahlungsintensität, Strahlungsstrom, UBV-System, RGB-System, Tycho-Helligkeiten,Referenzfeld M67, Auge, Farbindex, Gesamthelligkeit, Größenklassen, Helligkeit derSonne, Weber-Fechner-Gesetz, Entfernungsmodul, Helligkeiten der Planeten, Farbenskalen.

12 Entfernungen im Weltall 200Astronomische Einheit, Lichtjahr, Parsec, trigonometrische Parallaxe, dynamische Par-allaxe, photometrische Parallaxe, Perioden-Leuchtkraft-Beziehung, Leuchtkraftentfernung.

13 Himmelskoordinaten 206Horizontalsystem, Äquatorialsystem, Ekliptikalsystem, Galaktisches System, Supergalak-tisches System, Umrechnungen der Koordinatensysteme, Präzession und Nutation, Um-rechnung des Äquinoktiums, Tagbogen, Morgen- und Abendweite, Ortsbestimmung aufder Erde.

14 Kalender und Zeit 218 Gregorianischer Kalender, Tropisches Jahr, Besselsches Jahr, Jahreslängen, Monatslängen,Julianische Tageszählung, Osterformel, Definition der Sekunde, Weltzeit, Ephemeridenzeit,Internationale Atomzeit, Tageslänge, Zeitgleichung, Dynamische Zeiten.

15 Teilchenphysik 226Elementarteilchen, Quarks, Wechselwirkung, Gravitation, Grand Unified Theories (GUT),M-Theorie, SUSY, Quantenschlaufen-Gravitation.

16 Physik des Lichtes 233Wellentheorie, Methoden der Spektralanalyse, astrophysikalische Aspekte, Zeeman-Effekt,Lichtgeschwindigkeit, Cherenkov-Strahlung, Dopplereffekt, Poynting-Robertson-Effekt,Jarkovsky-Effekt, YORP-Effekt.

17 Magnetfelder 242Entstehung kosmischer Magnetfelder, Polarisation, Magnetfelder von Pulsaren und Son-nenflecken, Erdmagnetfeld, Van-Allen-Gürtel.

Verwaltungsgebäude der Hamburger Sternwarte

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Unser Sonnensystem

18 Sonne 248Übersicht, innerer Aufbau, Rotation, Magnetfeld, Atmosphäre, Supergranulation, Sonnen-flecken, Sonnenfackeln, Relativzahl, historische Sonnenfleckenaktivität, Klassifikation derFlecken, gleitendes Mittel, Schmetterlingsdiagramm, Bestimmung der heliozentrischenKoordinaten der Flecken, Beobachtung der Sonne mit einem Feldstecher, Beobachtung vonSonnenfinsternissen.

19 Erdmond 265Sternbedeckung, streifende -, - von oder durch Planeten, Kraterdurchmesser, Zeichnen vonMondkratern, Bestimmung von Mondberghöhen, Mondfinsternisse.

20 Planeten und ihre Monde 277Definition eines Planeten, Übersicht, Vergrößerung, Filter, Mittelwertsbildung, planeto-graphische Koordinaten, Bahngeschwindigkeit, Fluchtgeschwindigkeit, Gravitations-beschleunigung, Atmosphären, Albedo, Temperaturen, Einzeldarstellungen der Planeten,Ringsysteme und Monde, Beobachtung.

21 Zwerg- und Kleinplaneten 321Entdeckung, Entstehung, Übersicht, Ceres, Vesta, Kommensurabilitäten, Chiron, Kuiper-Gürtel, Haumea, Sedna, Eris, Pluto, Kandidaten, Beobachtung, Sternbedeckung durchKleinplaneten.

22 Kometen 331Aufbau, Kern, Staubkoma, Koma, Schweif, chemische Zusammensetzung, Bahnen,Oortsche Kometenwolke, Kuiper-Gürtel, Kometenfamilien, Hauptgürtel-Kometen, Na-mensgebung, Helligkeit, Kometen: Halley, Tempel 1, Wild 2, 17P/Holmes, Machholz 1,Beobachtung: Größenbestimmung, Positionsbestimmung, Helligkeitsbestimmung, Kon-densationsgrad, Komet Halley, Komet Austin.

23 Meteore und Meteoriten 348Nördlinger Ries, Barringer Krater, Tunguska-Krater, Prager Becken, Chicxulub-Krater,Sintflut, Meteorströme, Leonidenschauer, Beobachtung.

24 Planeten- und Kometenbahnen 353Kegelschnitte, Exzentrizitäten, Ellipse, Newtonsches Gravitationsgesetz, Virialsatz, Kepler-sche Gesetze, Lagrangepunkte, Hill-Radius.Bahnlage- und Bahnformparameter, Distanzen, rechtwinklige und polare Koordinatensyste-me, Bahnelemente der Planeten und Kleinplaneten.

25 Ephemeridenrechnung und Bahnbestimmung 362Wahre Anomalie: Ellipsen, Parabeln, Hyperbeln, parabelnahe Bahnen.Koordinatenberechnung, Helligkeitsberechnung, Jupiter, Komet Kohler. Bahnbestimmung: Reduktion der Beobachtungen, Parabelbahn, Komet Halley, KometAustin.

26 Kosmogonie 381Historische Weltbilder: Ptolemäisches und Kopernikanisches Weltbild, Katastrophenhypo-these, Nebularhypothese, Turbulenztheorie. Proplyd, Planetesimale, Protoplaneten, Einzel-phänomene, Kuiper-Gürtel, Planet X (Transpluto), Titius-Bodesche-Abstandsregel, BrauneZwerge, extrasolare Planeten (Exoplaneten). Epsilon Eridani.

27 Astrobiologie 394Exobiologie, Green-Bank-Formel, flüssiges Wasser, Eiweiß, mittlere Distanz, technischeZivilisation, Antwortzeiten.

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Aufbau und Entwicklung der Sterne

28 Aufbau der Sterne 400Übersicht: Zentraltemperaturen, Kernradien, Konvektionszonen, Dichte, Relationen,Wega, Population der Sterne. Masse der Sterne: Masse-Leuchtkraft-Beziehung für Hauptreihensterne, Doppelsternbeob-achtung, Eta Carinae.Radius der Sterne: Bedeckungsveränderliche, Sternbedeckung, Masse-Radius-Beziehung,Interferometrie, Lichtkurve.Temperatur der Sterne: Effektive Temperatur, Strahlungstemperatur, schwarze Tempera-tur, Farbtemperatur, Wiensche Temperatur, kinetische Temperatur, Ionisationstemperatur,Anregungstemperatur, Ionisations-Anregungs-Temperatur. Modellrechnung: Differentialgleichungen, Energietransport, Materialfunktionen, Lösungdes Gleichungssystems.

29 Energieprozesse 431Kernreaktionen, Proton-Proton-Reaktion, Bethe-Weizsäcker-Zyklus, Tunneleffekt, Ener-gien der Erde: Energiebedarf, Reichweite der Vorkommen, Fusionsreaktoren.

30 Entstehung der Sterne 440Kritische Masse, Gravitationsinstabilität, Globul, Elefantenrüssel, Gasfinger, Mikroturbu-lenz, Bildung von Sternhaufen, Sternentstehungseffizienz, Molekülwolken, Drehimpuls-

Àproblem, Entstehung eines 1 M -Sterns, Lada-Klassen, MN Lupi, Epsilon Aurigae.

31 Entwicklung der Sterne 451Hydrostatische Zeitskala, Kelvin-Helmholtz-Zeitskala, nukleare Zeitskala, Entartung,Schönberg-Chandrasekhar-Grenze, kritische Masse, Brenndauer bei massereichen Sternen,thermische Instabilität, Übergang zum Helium-Brennen, Schalenbrennen um einen ent-arteten Kern, Helium-Flash, Riesenstadium, Zweischalenbrennen, Wiederbelebung einesWeißen Zwergs.Pulsation der Sterne: Periode, Pulsationsstreifen im HRD, Polarstern, Beteigeuze, Schwin-gungsdauer, hydrostatische Zeitskala.

32 Zustandsdiagramme 464Hertzsprung-Russel-Diagramm, Alter-Null-Hauptreihe, Hayashi-Linie, Farben-Helligkeits-Diagramm, Zwei-Farben-Diagramm.

33 Endstadium der Sterne 470Übersicht, Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher.

34 Weiße Zwerge 473Zustandsgleichungen, Entartung, Photonengas, Chandrasekhar-Grenzmasse, Helium-Flashder zweiten Generation.

35 Neutronensterne 476Entstehung, Zwei- und Dreischichtenmodell, Magnetfeld, Dichte, Magnetare, QPOs,Gamma-Ray- und Röntgenburster, Quarksterne, Cyg X-3, Cir X-1, RRATs.

36 Pulsare 484Rotationszeiten, Rotationsenergie, Periodenverlauf, Verteilung, Magnetfeld, Lebensdauer,Periodensprünge, Krebspulsar, Vela-Pulsar, PSR0950+08, Hercules-Pulsar, Centaurus-Pulsar, Vulpecula-Pulsar, PSR1257+12, PSR1737-30, PSR1913+16 (Gravitationswellen-Pulsar), PSR J0737-3039, Entfernungsbestimmung, Synchrotonstrahlung.

37 Schwarze Löcher 497Schwarzschild-Radius, Entstehung, Hawking-Strahlung, Mini-Löcher, Planckblase,supermassive Schwarze Löcher, Kerrsche Löcher, Holosterne, Gravasterne, V861 Sco, CygX-1, SS 433, M33 X-7.

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Unser Milchstraßensystem

38 Milchstraße 506Kenndaten, Gezeitenkräfte, Balkenstruktur, Sternströme, Schnellläufer, Ausstoß vonWasserstoffwolken, Kern der Milchstraße, IRS 13.

39 Interstellare Materie 510Massenverlustsraten, Lokale Blase, Wasserstoffmoleküle, Organische Moleküle, Inter-stellare Extinktion, Farbexzess, Q-Methode.

40 Galaktische Nebel 514Kenndaten, Erscheinungsformen, HII-Regionen, bekannte Emissionsnebel, Reflexions-nebel, Tarantelnebel, Orionnebel, Pferdekopfnebel, Nordamerikanebel, Herbig-Haro-Objekte, Beobachtungsobjekte, Aufsuchekärtchen.

41 Planetarische Nebel 522Kenndaten, Entstehung eines Ringnebels, bekannte Planetarische Nebel, Hantelnebel,Ringnebel M 57, Supernovae, SN 1680 (Cas A), Cygnus-Loop, Katzenaugennebel, V838Mon, Supernova-Überreste (SNR), Beobachtungsobjekte, Aufsuchekärtchen.

42 Sternhaufen 529Offene Sternhaufen, Westerlund-1, Kugelsternhaufen, Omega Centauri, NGC 2808,Entwicklung eines Sternhaufens, Altersbestimmung, Farben-Helligkeits-Diagramm,Altersbestimmung mittels UBV-Photometrie, Aufsuchekärtchen.

43 Doppelsterne 546Visuelle, astrometrische und spektroskopische Doppelsterne, photometrische Doppelsterne(Bedeckungsveränderliche), Statistik, Gravitationswellensender, Z Chamaeleontis, Massen-austausch bei Doppelsternen, Periodenänderungen, HM Cancri, Beobachtungsobjekte,Porrima (ã Vir), Castor, Bestimmung von Abstand und Positionswinkel.

44 Veränderliche Sterne 564Übersicht, Häufigkeit, Pulsationsveränderliche, Eruptionsveränderliche, Rotationsver-änderliche, Röntgenveränderliche, Kataklysmische Veränderliche, P Cygni.Novae und Supernovae: Kenndaten, Lichtkurve, Nova Cygni 1975, Nova Cygni 1992, Supernovae Typ Ia und Typ II, Keplers Supernova, SN 2006gy, SN 1987A.Beobachtung: Lichtelektrische und photographische Photometrie, visuelle Schätzung,Beobachtungseinflüsse, Vergleichssterne, heliozentrische Zeit, Pickeringsche Interpola-tionsmethode, Argelandersche Stufenschätzmethode, Ausgleichsrechnung, künstlicheVergleichsquelle, Lichtkurve, Bestimmung von Minima und Maxima, O-C Diagramm,Periodenänderungen, Lichtzeiteffekt, Massenverlust, SV Vulpeculae, RX Aurigae, RZCassiopeiae, Delta Cephei, SZ Lyncis.

Kuppelgebäude des Großen Refraktors (60 cm, f/15)

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Schutzbau des Meridiankreises

Extragalaktischer Kosmos

45 Galaxien 632Hubble-Klassifikation, Dimensionen und Häufigkeit, bekannte Galaxien, Bildung derGalaxien, Spinnennetz-Galaxie, Entstehung von Spiralarmen, Rotation, Dunkle Materie,kollidierende Galaxien, Starburst-Galaxien, Galaxienhaufen, Superhaufen, Voids, Einstein-Straus-Vakuolen, Statistik, Projekt Galaxy-Zoo, Beobachtungsobjekte, Aufsuchekärtchen

46 Aktive Galaxien 660Überblick, aktive Galaktische Kerne, Standardmodell, Leuchtkraft, Eddington-Grenze,supermassives Schwarzes Loch, Entwicklung von Quasaren und AGN, Schwarzes Doppel-Loch, Quasare, Radiogalaxien, BL-Lacertae-Objekte, Blasare, Seyfert-Galaxien, N-Gala-xien, M87, 3C273

47 Gravitationslinsen 672Entstehung, Doppelquasar, Hubble-Konstante, Q 0957+561, Cosmic String, Q 1146+111,Abell 1835 IR 1916, Mikrogravitationswelleneffekt

48 Kosmologie 677Hubble-Gesetz, Sunyaev-Zeldovich-Effekt, Rotverschiebung, Raumkrümmungen, Expan-sion, kritische Dichte, Alter der Welt, zeitlicher Verlauf der Expansion, Entfernungsmaß,Evolution des Universums, Temperatur, Urknall, Symmetriebrechungen, Cosmic Strings,Inflation, Friedmann-Modell, Big Bounce, Big Rip, Kosmologische Konstante, w-Para-meter, Dunkle Energie, Phantom-Energie, Konkordanzmodell, Hierarchie im Weltall

Kuppelgebäude des 1-Meter-Spiegels

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Anhang

Zeittafeln 709 • Kalender • Sonnen- und Mondfinsternisse • Fixsternhimmel • Planetensystem • Entdeckungen im Planetensystem • Fernrohre und Messgeräte

Kataloge 715

Wörterbuch 716

Symbole und Maßeinheiten 719

Konstanten 720

Chemische Symbole 721

Griechisches Alphabet 721

Kreuzworträtsel 722

Lösungen 724

Parameter für DCRAW 735

Literatur und Quellennachweis 737 • Bildernachweis • Quellennachweis • Literatur • Sternkataloge • Fachzeitschriften • Jahrbücher • PC-Software

Kontaktadressen 752 • Astronomische Vereinigungen • Spezielle Kontakte für Beobachter • Spezielle Bezugsquellen für den Selbstbau • Internet

Personenregister 761

Sachregister 763

Gastbeträge 793 • Werner Braune: Zur Sichtbarkeit Veränderlicher am Firmament • Uwe Pilz: Astronomie - warum?