Abenteuer Universum

Abenteuer Universum Rezensionen und Bewertungen

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Abenteuer Universum

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Vermutlich hat man es dabei mit einer Art Wellenphänomen zu tun, einer Dichtewelle, die durch ihre Eigengravitation aufrechterhalten wird und damit das "Aufwickeln" der Spiralen verhindert.

Man kann sich leicht eine kleine "Minigalaxie" selbst herstellen, indem man seinem Kaffee etwas Milch zufügt und sehr vorsichtig rührt.

Diese Störungen bilden dann in der galaktischen Ebene die Spiralarme aus. Sie rotieren mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, diese ist aber etwas geringer als diejenige der umlaufenden Sterne und Materiewolken.

Sie holen deshalb die Störungszonen ein und werden bei Annäherung etwas beschleunigt, bei Entfernung von diesem Gebiet aber ein wenig abgebremst.

Die Interstellare Materie hingegen wird bei diesem Vorgang komprimiert, weil die einzelnen Teilchen sich relativ nahe stehen. Das kann dann zu Gravitationsinstabilitäten führen, eine Kontraktion ist die Folge und damit eine erhöhte Sternentstehungsrate in den Spiralarmen.

Massereiche O und B- Sterne entwickeln sich dabei sehr schnell, können daher ihren Entstehungsort kaum verlassen. Sie sind deshalb zusammen mit den konzentrierten Gebieten Interstellarer Materie ausgezeichnete Indikatoren für Spiralarme.

Dennoch stehen überzeugende Beweise für die Richtigkeit der Dichtewellentheorie weiterhin aus. Die Galaxis ist doch eine Balkenspirale? Eine umfangreiche Durchmusterung von Sternen mit dem Spitzer Weltraumteleskop aus überzeugt aber nun die Astronomen, dass die Galaxis nicht länger eine reine Spiralgalaxie ist.

Die peinlich genaue Infrarot- Erfassung von über 30 Millionen Sternen lässt aber keinen anderen Schluss zu: wir leben in einer Balkenspirale.

Mit freundlicher Genehmigung von R. Weniger Spiralarme als bisher gedacht? Man lernt ja ständig dazu!

Eine solche Informationsfülle lässt sich nur noch mit Computern auswerten, und deshalb hat Robert Benjamin von der University of Wisconsin ein spezielles Programm entwickelt, welches die Häufigkeit von Sternen in den verschiedenen Himmelsregionen ermittelt.

Die neuen Ergebnisse sind nun doch überraschend. Doch eine hohe Anzahl von Sternen in den Regionen des Sagittarius- und des Norma- Arms konnte nun nicht mehr nachgewiesen werden.

Es gibt nur noch 2 Hauptarme, Scutum- Centaurus und Perseus letzterer wurde in der neuen Untersuchung nicht erfasst. Sie bestehen in der Hauptsache aus jungen und auch alten Sternen und entspringen dem zentralen Balken.

Die Nebenarme wie Orion engl. Im Laufe der Jahre hat sich damit unsere Erkenntnis über das Aussehen unserer Heimatgalaxie erheblich geändert.

Mit freundlicher Genehmigung von Rensselaer Polytechnic Institute. D er Kern unserer Galaxie mit einem Durchmesser von rund Lichtjahren rotiert nahezu wie ein starrer Körper.

Allerdings gibt es hier auch so genannte Schnellläufer , Sterne, die sich auf stark exzentrischen Bahnen bewegen. In der Scheibe liegen die Verhältnisse dagegen völlig anders: Hier herrscht eine differenzielle Rotation vor.

Man kann die Scheibe nicht mehr mit einem starren Körper vergleichen, sondern muss vielmehr jeden Stern einzeln betrachten.

Jeder Stern umkreist das Zentrum in annähernd kreisförmiger Bahn und befindet sich dabei stets im Gleichgewicht zwischen Fliehkraft und die auf ihn einwirkenden Gravitationskräfte des Gesamtsystems.

Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne In dieser Grafik sind die Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne gegen den Abstand vom Zentrum dargestellt die Verteilung der Bahngeschwindigkeiten in einer Galaxie wird Geschwindigkeitsdispersion genannt.

Die grüne Kurve zeigt den Verlauf wie er zu erwarten wäre, die rote stellt die tatsächlichen Verhältnisse dar. Etwa bis zur Sonne, welche in einem Abstand von 8,6 [kpc] das Zentrum mit ca.

Mit weiterem Abstand nimmt die Bahngeschwindigkeit der Sterne aber zu, anstatt sich zu verringern.

Auch bei vielen anderen Galaxien wird dieses Phänomen beobachtet, aber wie ist es zu erklären? Etwa 1 Billion Sonnenmassen verbergen sich im Halo oder in der Korona, wirken aber gravitativ und verursachen die Abweichungen der Umlaufgeschwindigkeiten.

Es gibt allerdings einen, wenn auch nur vagen Hinweis auf die missing mass. Galaxien sollten eigentlich "durchsichtig" sein, durch dünn besetzte Randzonen sollte man beispielsweise hinter der Galaxie liegende Objekte erkennen können.

Das ist aber häufig nicht der Fall, vielmehr könnte deshalb ein Teil der fehlenden, obwohl vorhandenen, sichtbaren Materie durch Absorptionseffekte unseren Blicken verborgen bleiben.

Wie hoch dieser Masseanteil ist vermag allerdings niemand zu sagen. Auch durch so genannte Microlensing- Effekte sind bereits ansonsten nicht sichtbare Körper nachgewiesen worden.

Unstrittig ist jedoch, dass von den Halos der Galaxien eine beachtliche gravitative Wirkung ausgeht, wodurch auch immer sie verursacht wird.

Dennoch gibt es Unterschiede: Der Halo wie auch die darin enthaltenen Sterne nehmen nicht an der allgemeinen Rotation der Galaxienscheibe teil.

Auch die Sterne des Halos unterscheiden sich von den Sternen der Scheibe. Den Begriff der Population hat Walter Baade eingeführt.

Demnach umfasst eine Population alle Sterne mit gleichem Alter, gleicher chemischer Zusammensetzung, derselben räumlichen Verteilung und ähnlichen Bewegungsverhältnissen.

Von den Mitgliedern alter, offener Sternhaufen, über die Interstellare Materie bis hin zu den jungen OB- Sternen haben alle eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie die Sonne sie ist ebenfalls ein Population I- Stern.

Diese metallarmen Sterne sind deshalb auch die ältesten, denn in dieser Population fehlen, wie gesagt, die jungen Sterne. Heute werden die Populationen allerdings noch feiner unterteilt.

Dazu gehören auch die Sterne der Spektralklassen vor M5. Im Halo ist keine Interstellare Materie nachweisbar wie in der Scheibe, lediglich dünnes Gas konnte nachgewiesen werden, aber kein Staub.

Die Entstehung neuer Sterne ist daher in diesem Bereich ausgeschlossen. Diese, weil sie nicht an der Rotation der Scheibe teilnehmen, bewegen sich scheinbar sehr schnell gegen die Rotation, man bezeichnet sie deshalb als so genannte Schnellläufer.

Ein weiteres Kennzeichen des Halos sind die Kugelsternhaufen. Von ihnen kennt man heute etwa , ihre Gesamtzahl wird auf ca.

Die aus 10 bis zu 10 Millionen Sternen bestehenden Kugelhaufen weisen ebenfalls, wie die Halosterne, einen geringen Metallgehalt auf.

Einige liegen bei 0. Wobei die metallärmeren meist weiter vom Galaxienzentrum entfernt sind. Es erstreckt sich bis in eine Entfernung von [pc] zur galaktischen Ebene und besteht aus z.

Die Temperatur des Gases kann bis auf mehrere [K] ansteigen, allerdings ist seine Dichte sehr gering.

Man findet nur 10 -4 H- Atome je [cm 3 ]. Vermutlich wird das Gas von Supernovaexplosionen aufgeheizt und bis in den Halo geschleudert.

Hier kühlt es wieder ab, verdichtet sich und fällt zurück zur Scheibe. Denn nur bei einer Kollision wird Bewegungsenergie umgewandelt und als Wärmestrahlung in Form von Photonen emittiert.

Die Teilchen in einem solchen Gas sind jedoch sehr weit voneinander entfernt, so dass Kollisionen nur selten stattfinden. Auch ist ein Gemisch aller dieser Objekte denkbar.

So bleibt uns nur übrig, unsere Eindrücke von den Vorgängen im galaktischen Zentrum durch radioastronomische Untersuchungen und solche im IR- und Röntgenbereich zu gewinnen.

Zu erkennen sind noch einige zum Sternbild Sagittarius gehörende Sterne. Auch findet sich in dieser Zone eine ungewöhnlich hohe Konzentration Interstellarer Materie, wie Beobachtungen im 21 [cm]- Radiobereich zeigen.

Vom Zentrum erstreckt sich die Materie bis zu [pc] weit in die galaktische Ebene hinaus, senkrecht zur Ebene beträgt die Ausdehnung [pc].

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Astronomie und Astrophysik Galaxien, Sterne, Planeten Elementarteilchenphysik Physik der Elementarteilchen, Teilchenbeschleuniger; insbs.

Gravitationswellenastronomie Schwerpunkt Gravitationswellenastronomie, Quellen von Gravitationswellen wie z. Moderator: Analytiker.

Jenseits des Standardmodells Jenseits des etablierten Standardmodells der Elementarteilchenphysik und der Allgemeinen Relativitätstheorie, d.

Quantengravitation, Supersymmetrie und Supergravitation, Stringtheorien

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Reiseführer durchs Universum (1/2) - Leben im All - [Doku 2019]

Das ist ein Ort, in welchem Sterne geboren werden. Die unterschiedlichen Farben deuten auf die Anwesenheit bestimmter chemischer Elemente hin.

Lesen Sie auf dieser Internetseite, wie Sterne entstehen, sich entwickeln und auch wieder vergehen. Damit auch gleichzeitig in die Früzeit des Kosmos.

Wir schauen auf Abertausende junger Galaxien, Formationen, gebildet aus Milliarden von Sternen, die durch die Gravitation aneinander gefesselt sind.

Auch hier ist wieder die Gravitation die Kraft, welche die vielen Sternsysteme zusammenhält. Doch sie regiert das Universum! Die Nebenarme wie Orion engl.

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D er Kern unserer Galaxie mit einem Durchmesser von rund Lichtjahren rotiert nahezu wie ein starrer Körper. Allerdings gibt es hier auch so genannte Schnellläufer , Sterne, die sich auf stark exzentrischen Bahnen bewegen.

In der Scheibe liegen die Verhältnisse dagegen völlig anders: Hier herrscht eine differenzielle Rotation vor.

Man kann die Scheibe nicht mehr mit einem starren Körper vergleichen, sondern muss vielmehr jeden Stern einzeln betrachten.

Jeder Stern umkreist das Zentrum in annähernd kreisförmiger Bahn und befindet sich dabei stets im Gleichgewicht zwischen Fliehkraft und die auf ihn einwirkenden Gravitationskräfte des Gesamtsystems.

Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne In dieser Grafik sind die Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne gegen den Abstand vom Zentrum dargestellt die Verteilung der Bahngeschwindigkeiten in einer Galaxie wird Geschwindigkeitsdispersion genannt.

Die grüne Kurve zeigt den Verlauf wie er zu erwarten wäre, die rote stellt die tatsächlichen Verhältnisse dar. Etwa bis zur Sonne, welche in einem Abstand von 8,6 [kpc] das Zentrum mit ca.

Mit weiterem Abstand nimmt die Bahngeschwindigkeit der Sterne aber zu, anstatt sich zu verringern. Auch bei vielen anderen Galaxien wird dieses Phänomen beobachtet, aber wie ist es zu erklären?

Etwa 1 Billion Sonnenmassen verbergen sich im Halo oder in der Korona, wirken aber gravitativ und verursachen die Abweichungen der Umlaufgeschwindigkeiten.

Es gibt allerdings einen, wenn auch nur vagen Hinweis auf die missing mass. Galaxien sollten eigentlich "durchsichtig" sein, durch dünn besetzte Randzonen sollte man beispielsweise hinter der Galaxie liegende Objekte erkennen können.

Das ist aber häufig nicht der Fall, vielmehr könnte deshalb ein Teil der fehlenden, obwohl vorhandenen, sichtbaren Materie durch Absorptionseffekte unseren Blicken verborgen bleiben.

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Unstrittig ist jedoch, dass von den Halos der Galaxien eine beachtliche gravitative Wirkung ausgeht, wodurch auch immer sie verursacht wird.

Dennoch gibt es Unterschiede: Der Halo wie auch die darin enthaltenen Sterne nehmen nicht an der allgemeinen Rotation der Galaxienscheibe teil.

Auch die Sterne des Halos unterscheiden sich von den Sternen der Scheibe. Den Begriff der Population hat Walter Baade eingeführt.

Demnach umfasst eine Population alle Sterne mit gleichem Alter, gleicher chemischer Zusammensetzung, derselben räumlichen Verteilung und ähnlichen Bewegungsverhältnissen.

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Einige liegen bei 0. Wobei die metallärmeren meist weiter vom Galaxienzentrum entfernt sind. Es erstreckt sich bis in eine Entfernung von [pc] zur galaktischen Ebene und besteht aus z.

Die Temperatur des Gases kann bis auf mehrere [K] ansteigen, allerdings ist seine Dichte sehr gering.

Man findet nur 10 -4 H- Atome je [cm 3 ]. Vermutlich wird das Gas von Supernovaexplosionen aufgeheizt und bis in den Halo geschleudert.

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Die Teilchen in einem solchen Gas sind jedoch sehr weit voneinander entfernt, so dass Kollisionen nur selten stattfinden.

Auch ist ein Gemisch aller dieser Objekte denkbar. So bleibt uns nur übrig, unsere Eindrücke von den Vorgängen im galaktischen Zentrum durch radioastronomische Untersuchungen und solche im IR- und Röntgenbereich zu gewinnen.

Zu erkennen sind noch einige zum Sternbild Sagittarius gehörende Sterne. Auch findet sich in dieser Zone eine ungewöhnlich hohe Konzentration Interstellarer Materie, wie Beobachtungen im 21 [cm]- Radiobereich zeigen.

Vom Zentrum erstreckt sich die Materie bis zu [pc] weit in die galaktische Ebene hinaus, senkrecht zur Ebene beträgt die Ausdehnung [pc].

Bei weiterer Annäherung an das Zentrum auf etwa 3 [pc] stellt man schnell strömende Gasmassen fest. Diese Strahlungsquelle wird als Sagittarius-A-Ost bezeichnet.

U nterhalb einer Distanz von 1 [pc] zum Zentrum steigt die Temperatur des Gas- und Staubgemisches erheblich an. Das liegt an der nun sehr hohen Sternkonzentration, deren enorme Strahlungsdichte die Materie tüchtig aufheizt.

Deshalb ist die Kernregion auch eine starke Quelle intensiver Infrarotstrahlung. Noch ist völlig unklar, wie sie dort entstehen bzw.

Sie ist eingebettet in die Radioquelle Sagittarius-A-West , welche einen Durchmesser von 2 [pc] aufweist.

Man sieht die deshalb im Röntgenbereich strahlende Materiewolke, weil sie durch Schockwellen, Supernovaexplosionen und die intensive Strahlung vieler junger Sterne auf Millionen von [K] erhitzt wird.

Hinzu kommt vermutlich eine enorme Reibungsenergie, denn die Materie umströmt den hellen Fleck in der Bildmitte- ein sehr massereiches Schwarzes Loch!

Von der Quelle Sagittarius-A-West gehen starke Materieströmungen aus, allerdings ist noch nicht bekannt, ob sie wegdriften oder vom Zentrum akkretiert werden.

Denn Sterne in solch dichter Packung wären längst zu einem kompakten Objekt kollabiert. Magnetfelder der Materie werden in der Akkretionsscheibe stark komprimiert, diese sind dann in der Lage, Elektronen bis fast auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, wodurch die beobachtete Synchrotronstrahlung emittiert wird.

Diese sind in einem Bereich von nur rund 11 Millionen [km] Durchmesser vereint, dem Schwarzschildradius eines statischen Schwarzen Lochs.

Sollte es rotieren, wovon schon allein aufgrund der bislang aufgesammelten Materie Drehimpulsübertragung dringend ausgegangen werden muss, ist das Gebilde noch deutlich kompakter.

Zwar ist noch nicht endgültig bewiesen, dass solch ein Gravitationsmonster das galaktische Zentrum bewacht wie eine Spinne ihr Netz.

Jedoch gibt es kaum eine alternative Erklärung. In Frage kämen hier lediglich so genannte Grava- oder Holosterne , diese rotieren jedoch nicht.

Die im zentralen Bereich erzeugte millionenfache Sonnenleuchtkraft kann durch Einströmen von nur etwa 10 -6 Sonnenmassen pro Jahr erzeugt werden.

Viele weit entfernte und damit junge Sternsysteme weisen die so genannten AGN's auf engl. Auch dort werkeln supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren, allerdings mit wesentlich höheren Akkretionsraten als es in unserer Galaxis der Fall ist.

D urch die hohe Strahlungsintensität und Materiedichte im Zentrum wird vermutlich die Bildung vieler Moleküle begünstigt.

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