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Big Bang - Online

Big Bang 8 NEU

„Die Leute haben Sterne, aber es sind nicht die gleichen. Für die einen, die reisen, sind die Sterne Führer. Für andere sind sie nichts als kleine Lichter. Für wieder andere, die Gelehrten, sind sie Probleme.“ - Antoine de Saint-Exupéry in „Der Kleine Prinz“ Mit dem Urknall entstanden praktisch nur zwei Elemente, die auch noch heute die beiden häufigsten im Universum sind: Wasserstoff (etwa 92 % aller Atome) und Helium (7,8 %). Nur der mickrige Rest von etwa 0,2 % sind schwerere Elemente. Aber gerade diese machen das Universum so richtig spannend, denn sie haben das Entstehen von Leben ermöglicht! Der Mensch etwa besteht aus über 20 verschiedenen Elementen. Woher kommen aber diese restlichen schweren Elemente? Sie entstehen vor allem durch Kernfusion in den Sternen, sie sind quasi die Sternenasche. Wenn die Sterne „sterben“, dann wird diese Asche frei und schwebt in riesigen Wolken durch das All. Aus diesen entstehen später wieder neue Sterne. Das ist der Kreislauf des Universums. Unser Sonnensystem besteht aus Elementen, die wahrscheinlich von zwei Sterngenerationen „erbrütet“ worden sind. Alles um uns herum besteht aus Sternenasche – und auch wir selbst!

Kapitel 48 Vom Leben und Sterben der Sterne

Vertiefung und Kompetenzüberprüfung

Ergänzende Aufgaben und Lösungen für dieses Kapitel von Martin Apolin. Alle ergänzenden Aufgaben und Lösungen auf einen Blick findet man auf der Startseite Online unter dem Punkt „Vertiefung und Kompetenzüberprüfung“.

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Maturafragen

Kompetenzorientierte Maturafragen für dieses Kapitel von Martin Apolin. Alle Maturafragen auf einen Blick findet man auf der Startseite Online unter dem Punkt Matura und Co.

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Der Adlernebel, 6000 Lichtjahre von der Erde entfernt, ist ein Nebel in Verbindung mit einem offenen Sternhaufen.

Quelle: ESO, European Southern Observatory

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Der Adlernebel in einer Aufnahme des Hubble-Teleskops. Vier sehr bekannte Detailaufnahmen sind hervorgehoben.

Quelle: NASA/ESA

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Im Adler-Nebel in 6000 LJ Entfernung kann man Sternenasche beobachten, die sich gerade zusammenballt und neue Sterne hervorbringt. Der linke Pfeiler hat eine Länge von einem Lichtjahr (Abb. 48.1).

Quelle: NASA

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Seite 91

Video (1,9 MB) von Sonnenflecken und Konvektionszellen in Detailaufnahme

Video: Bruno Sanchez-Andrade Nuño, www.brunosan.eu

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Uranus (links), Neptun (rechts), Erde (links unten), Sirius B (Mitte unten), Venus (rechts unten) und noch kleinere Planeten und Zwergplaneten

Grafik: Paul Stansifer, 84user, NASA, Celestia, JPL/Caltech

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Planeten und Zwergplaneten im Größenvergleich mit der Sonne. Die Größen sind maßstabsgetreu, nicht jedoch die Abstände.

Quelle: NASA

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Die junge Sonne und die sich gerade bildenden Planeten (Abb. 48.6)

Quelle: NASA

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Protuberanzen auf der Sonne

Quelle: NASA

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Konvektionszellen auf der Oberfläche der Sonne. Der Bildausschnitt ist etwa 35.000 km x 35.000 km groß

Quelle: NASA

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Beispiele zu wichtigen Sterneigenschaften, die von der Masse abhängig sind (Tab. 48.1).

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Temperatur und Größe verschiedener „Gasbälle“ im Vergleich. Gliese 229 ist ein Doppelsystem in knapp 19 Lichtjahren Entfernung. Bei Gliese 229 B handelt es sich um den ersten zweifelsfrei nachgewiesenen Braunen Zwerg.

Grafik: Brian Derksen

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Direkter Nachweis von Gliese 229 B am Palomar Observatorium (links) und mit dem Hubble Space Telescope (rechts)

Quelle: NASA

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Tab. 48.2: Die Phasen der Sonne. Die relativen Werte sind auf die heutige Sonne bezogen.

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Der Ringnebel M 57 (Entfernung 2300 Lichtjahre) ist quasi der Hüllenrest eines Roten Riesen, mit einem Weißen Zwerg in der Mitte. So ähnlich wird auch einmal die Sonne enden (Abb. 48.11).

Quelle: NASA/ESA

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Der Ringnebel M 57 in einer amateurastronomischen Aufnahme von Michael Pietschnig.

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Typische Schalenstruktur eines alten Sterns sehr großer Masse (Abb. 48.14).

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Die Supernova 1994D (heller Punkt links unten) in der Galaxie NGC4526 (Abb. 48.16).

Quelle: NASA

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Die drei möglichen Endstadien der Sterne (nicht maßstabsgetreu). Rote Zwerge werden direkt Weiße Zwerge, ohne vorher Rote Riesen gewesen zu sein (Abb. 48.17).

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Die Vorfahren einer Typ Ia Supernova. Dieser Typ entsteht wahrscheinlich nur in Doppelsternsystemen, in denen der eine Stern ein Weißer Zwerg, der andere ein Roter Riese ist. Die auftretende Supernova-Explosion ist immer innerhalb einer gewissen Stärke, da die kritische Masse sowie die Zusammensetzung des Weißen Zwerges konstant sind. Damit ist eine Supernova vom Typ Ia eine Standardkerze und eignet sich zur Entfernungsbestimmung, was in der Kosmologie eine große Rolle spielt.

Quelle: NASA, ESA and A. Feild (STScI)

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Diese Tabelle gibt historisch dokumentiere Supernovae an. Die scheinbare Helligkeit (Magnitude oder kurz „mag) gibt an, wie hell ein Himmelskörper von der Erde aus erscheint. Je kleiner die Zahl desto heller ist das Objekt. Unter Großstadtbedingungen erkennt das dunkeladaptierte Auge Objekte mit bis zu 4 mag, unter Idealbedingungen im Gebirge bis zu 6 mag.

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Link zum Bild des Tages der NASA

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NGC 2440: The Exciting End to an Ordinary Star's Life. PDF der NASA über den planetarischen Nebel.

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Understanding the stability of stars by means of thought experiments with a model star

F. Herrmann and H. Hauptmann; Am. J. Phys. 65, 292 (1997)

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