Aktualisierung:

Die Volkssternwarte Bonn beginnt mit einer schrittweisen Öffnung, nachdem viele Aktivitäten in der Corona-Krise eingestellt werden mussten.

Ab dem 23. August 2021 ist die VSW wieder jeden Montagabend zwischen 18:30 h und 19:30 h für die Öffentlichkeit geöffnet. Zurzeit sind im Inneren des Refraktoriums noch die Abstandsregel und eine Maskenpflicht gültig. Abhängig vom Fortgang der Corona-Situation kann sich dies aber noch ändern.

Es ist ebenfalls geplant, nach den Sommerferien die Montagsvorträge unter Beachtung der jeweils geltenden Hygienevorschriften wieder aufzunehmen. Nähere Informationen hierzu werden wir an dieser Stelle und in unserem Terminkalender veröffentlichen.

Über Änderungen an dieser Situation informieren wir Sie zeitnah! 

Der Vorstand                                                                        (Stand: 30. Juli 2021)

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Montagsvortrag am 30. August 2021 : „Schattenspiele im All“

Die Volkssternwarte Bonn setzt am 30. August ihre Reihe der Montagsvorträge fort. Paul Hombach berichtet von kosmischen Schattenspielen, die sich am Himmel ereignen können.

Sonnenfinsternisse gehören sicherlich zu den dramatischsten und faszinierendsten Schauspielen, die die Natur zu bieten hat. Ebenfalls beeindruckend ist es, wenn der Vollmond bei einer Mondfinsternis in den Erdschatten taucht.

(Anklicken zur Animation des Schattenwurfs)

Minimal und nur mit optischen Hilfsmitteln zu erkennen sind dagegen die Abschattungen, die entstehen, wenn sich Merkur oder Venus vor die Sonne schieben. Dennoch spielten die sehr seltenen Vorübergänge der Venus vor der Sonne sogar eine Rolle bei der Vermessung unseres Planetensystems. Zu diesem Zweck beobachtete zum Beispiel Captain Cook im Jahr 1769 einen Venustransit von Tahiti aus. Der nächste findet allerdings erst 2117 statt.

Der Astronomie-Enthusiast, Musiker und Autor Paul Hombach hat zahlreiche Finsternisse rund um den Globus beobachtet und zeigt in seinem unterhaltsamen Vortrag, wer im All alles auf wen Schatten werfen kann und warum es immer wieder spannend ist, solche Schauspiele mitzuerleben.


Die Veranstaltung beginnt um 19:00 Uhr. Aufgrund des Corona-Situation ist eine Voranmeldung unter info@volkssternwarte-bonn.de erforderlich. Die verfügbaren Plätze sind limitiert!

Außerdem ist die Teilnahme ausschließlich für Geimpfte, Genesene oder Getestete nach Vorlage eines entsprechenden Belegs möglich. Im Inneren des Kuppelsaals gilt eine Maskenpflicht und die Abstandsregel

Diese Regeln können sich aufgrund der jeweiligen Corona-Situation und der offiziellen Vorgaben auch kurzfristig ändern!

Der Eintritt beträgt 2,- Euro (für Mitglieder der Volkssternwarte Bonn frei).

Astrovorschau für Bonn Juli und August 2021 von Paul Hombach

Jupiter und Saturn werden zu den dominierenden Gestirnen des sommerlichen Nachthimmels. Venus ist in der Abenddämmerung, Merkur kurzzeitig am Morgenhimmel zu sehen.

Im Juli sind die Chancen noch gut, nach Leuchtenden Nachtwolken Ausschau zu halten. Nach der Sommersonnenwende werden die Nächte langsam wieder länger. Mitte Juli steht die Sonne von 5:34 bis 21:39 MESZ am Bonner Himmel. Die Tageslänge beträgt dann noch 16 Stunden. Am 15. August wird die Sonne erst um 6:18 auf und und 20:52 MESZ untergehen, mithin vierzehneinhalb Stunden am Himmel leuchten.

Am 15. Juli muss man noch bis ca. 23:00 MESZ warten, bis der Himmel dunkel genug für die Sternenbeobachtung ist. Dann findet sich im Westen noch das Sternbild Jungfrau, oberhalb von ihr der Bärenhüter der von der Form her jahreszeitlich passend an eine Eistüte erinnert. Im Süden reckt der Skorpion seinen von uns aus sichtbaren Teil über den Horizont. Wer im Sommer in südlichere Länder reist, kann dort dieses faszinierende Sternbild in voller Pracht genießen. Höher am Himmel findet sich der Schlangenträger, der für Fernglasbeobachter ein paar Kugelsternhaufen bereit hält. Hoch im Süden prangt das Trapez des Herkules. Den Südosten nimmt das auffällige Sommerdreieck mit Wega in der Leier, Deneb im Schwan und Atair im Adler ein. Einen Monat später ist diese Szenerie zur gleichen Zeit deutlich nach Westen gerückt. Das Sommerdreieck wird dann im Süden stehen, während im Osten die Herbststernbilder Pegasus, Andomeda und Perseus aufziehen. Das „Himmels-W“ der Kassiopeia steht hoch im Nordosten, während der große Wagen sich zum Nordwesthorizont neigt.

Sternkarte Bonn 21. August 2021

Abb.1 : Die Sternkarte zeigt den Bonner Abendhimmel am 21. August 2021 um 23:00 MESZ. Im Westen ist der helle Arktur im Bärenhüter als langlebiges Relikt des Frühlingshimmels zu sehen. Vom Süden steigt das Band der Milchstraße auf, das durch die Sternbilder Schütze, Schild, Adler und Schwan nordwärts verläuft. Im Südosten ist ein imposantes Dreieck aus Jupiter, Mond und Saturn zu sehen. Im Osten kündigt der Pegasus den Herbsthimmel an. Grafik erstellt mit Stellarium

Merkur ist etwa in der Zeit zwischen dem 4. und 20. Juli kurz vor Sonnenaufgang im Nordosten in der Dämmerung zu erspähen. Um den 15. herum kann man gegen 5:00 MESZ versuchen, den Planeten in gut 5° Höhe zu finden, bei klarer Sicht auch mit bloßem Auge, einfacher mit dem Fernglas.

Merkur 15. Juli 2021

Abb. 2: Merkur in der Morgendämmerung. Blick nach Ostnordosten am 15. Juli 2021, 5:00 MESZ. Grafik erstellt mit Stellarium

Venus kann zwar ihren Abstand zur Sonne vergrößern, geht aber schon rund 70 Minuten nach ihr unter. Der Abendstern bleibt in der Dämmerung recht leicht auffindbar, ist aber nicht besonders auffällig. Mars hat seine Abendsichtbarkeit beendet. Mit dem Fernglas sollte man ihn noch einmal erspähen können, wenn er am 12. Juli nur 0,5° östlich der viel helleren Venus steht, die zunehmende Mondsichel, die oberhalb dieser Szene leuchtet, kann als Wegweiser dienen.

Venus, Mars Mond 12. Juli 2021

Abb. 3: Begegnung von Venus, Mars und der zunehmenden Mondsichel. Blick nach Westnordwesten am 12. Juli 2021, 22:20 MESZ. Grafik erstellt mit Stellarium

Jupiter steht am 20. August in Opposition zur Sonne und ist dann die ganze Nacht zu sehen. In diesem Jahr steht er im Grenzgebiet der Sternbilder von Steinbock und Wassermann und ist nach Venus und Mond das deutlich hellste Objekt des Nachthimmels. Bereits am 2. August steht Saturn der Sonne am Himmel gegenüber. Beide Planeten sind aber bis zu ihrer Opposition und der Sommerzeit MESZ geschuldet erst in der zweiten Nachthälfte gut zu sehen.

Uranus und Neptun melden sich langsam aber sicher in der 2. Nachthälfte zurück, wo sie als Fernglasobjekte mit Hilfe einer Sternkarte zu finden sind.

Der Mond ist am 24. Juli und 22. August als Vollmond zu sehen. Am 10 Juli und 8. August ist Neumond.

Paul Hombach als Verfasser und die Volkssternwarte Bonn wünschen allen Leserinnen und Lesern viel Freude bei der Beobachtung!

Online Veranstaltung des Bonner Sommerhimmels

Zum 18.06.2021 bieten wir eine Veranstaltung in Zusammenarbeit mit dem Argelander-institut für Astronomie an.

Referentin ist Frau P.D. Dr. Silke Britzen Max Planck-Institut für mit dem Thema: „Was Neutrinos über Schwarze Löcher verraten können“.

IceCube, der Neutrino-Detektor am Südpol, spürt kosmische Neutrinos auf. Es ist aber noch nicht geklärt, welche astronomische Heimat diese Neutrinos haben. Genau so wenig weiß man, welcher Mechanismus diese höchst energetischen Teilchen erzeugt. Erwartet wird eine Korrelation mit den Aktiven Galaxienkernen, die auch Gamma-Strahlung produzieren. Einige Tausend Galaxien werden von dem NASA Teleskop Fermi routinemäßig überwacht. Allerdings konnten bisher nur zwei dieser Galaxien als Neutrino-Emitter identifiziert werden. Warum nur diese beiden? Was ist so besonders an diesen Neutrino-Schleudern? In ihrem Vortrag berichtet Fr. Dr. Britzen über IceCube, die Suche nach den Neutrinos und was die leichtesten Teilchen mit den massivsten Schwarzen Löchern zu tun haben.

Die Veranstaltung wird als Zoom-Konferenz durchgeführt. Kopieren Sie zum Veranstaltungsbesuch nachstehenden Link in die Adresszeile Ihres Browsers und führen Sie diese dann aus:

https://uni-bonn.zoom.us/j/94822747644?pwd=UVEzN3p3ejUyZ2srMXpCNmNML0xkQT09

Bei gutem Wetter erfolgt anschließend eine Beobachtung mit dem Teleskop des Argelanderinstituts.

Sternentstehung: Stabilität eines Sterns

Am Ende des vierten Beitrags dieser Reihe waren wir bei der Zündung der Kernfusion von Wasserstoffkernen zu Helium-4 angekommen. Damit war die letzte Station der Sternentstehung erreicht. Es bleibt noch zu untersuchen, warum durch die Kernfusion das Schrumpfen der ursprünglichen interstellaren Gaswolke im entstandenen Stern zum Stehen gekommen ist.

Thermische und gravitative Energie sind im hydrostatischen Gleichgewicht

Vor Beginn der Kernfusion wurde die steigende thermische Energie der Gaswolke durch ihre Kontraktion erzeugt. Durch das Zusammenstürzen der Wolke wurde potentielle Gravitationsenergie in thermische Energie (Wärme) umgewandelt. Die zunehmende Kontraktion der Gaswolke muss aber irgendwann gestoppt werden, wenn ein stabiler Stern dabei entstehen soll. Eine neue Energiequelle muss her! Ein weiterer Befund legt diese neue Energiequelle nahe: Vergleicht man den bekannten Energieverlust der Sonne durch Strahlung mit dem Gewinn an thermischer Energie durch Kontraktion, wird klar, dass die Sonne längst erloschen wäre, wenn nicht eine andere Energiequelle zur Verfügung stehen würde.

Stabilisierender Regelkreis im Inneren von Sternen

Vereinfachte Darstellung des stabilisierenden Regelkreises im Inneren von Sternen: Steigerung der Kernfusionsrate durch Temperaturerhöhung und der kühlenden Gasexpansion halten sich die Waage.

Wie schon im letzten Beitrag gezeigt stellt die Kernfusion diese neue Energiequelle bei der Kontraktion der Gaswolke dar. Während die Gravitation weiter wirkt und die verbleibende Gaswolke zusammenziehen will, wird die Temperatur der neuen Sonne unabhängig von der Gravitation durch die Kernfusion erhöht. Es bildet sich ein sich selbst regulierendes Gleichgewicht (hydrostatisches Gleichgewicht) zwischen der Kontraktion durch Gravitation und der Ausdehnung durch Erhitzen aus. Eine Kontraktion würde die Rate der Kernfusion erhöhen und damit die Energieerzeugung und in der Folge auch die Temperatur des Sonnengases ansteigen lassen. Die entsprechend höhere Geschwindigkeit der atomaren Bestandteile des Sonnengases würde dann dessen Expansionsstreben befeuern. Expansion bedeutet aber eine Zunahme der potentiellen Energie und damit eine Abnahme der atomaren Geschwindigkeiten – also eine Abkühlung. Kühlere Sonnengase bedeuten eine geringere Rate der Kernfusion, wodurch weniger thermische Energie erzeugt wird. Das Gas kontrahiert wieder. Und der Regelkreislauf beginnt von vorn. Thermische Expansion und gravitative Kontraktion halten sich so fein abgestimmt die Waage und der Stern bleibt stabil.

Warum hängt die Kernfusionsrate von der Temperatur ab?

Um eine Kernfusion überhaupt zu ermöglichen, muss die Geschwindigkeit der stoßenden Atomkerne groß genug sein, um die Coulomb-Abstoßung der Kerne bis zu einer Annäherung auf Kerndurchmesser zu überwinden. Ab dann übernehmen die bei kleineren Kernabständen überwiegenden Starken Kernkräfte das Regime und bewirken die Verschmelzung der Atomkerne. Die Geschwindigkeit der Atomkerne vor dem Stoß wird durch die Maxwell-Boltzmann-Verteilung beschrieben: Die mittlere Geschwindigkeit der Gasatome ist umso größer, je höher die Temperatur ist. Wenn die Temperatur steigt, erhöht sich auch der Anteil der Atomkerne, deren Geschwindigkeit zur Überwindung der Coulomb-Abstoßung ausreicht. Es finden also mehr Kernverschmelzungen pro Zeiteinheit statt, wodurch mehr thermische Energie und damit Wärme erzeugt wird.

Temperaturabhängigkeit der Kernfusionsrate

Plausibilisierung der Temperaturabhängigkeit der Kernfusionsrate: Bei höherer Temperatur gibt es gemäß Maxwell-Boltzmann Verteilung mehr Atomkerne, deren Geschwindigkeit oberhalb der Schwelle zur Überwindung der Coulomb-Abstoßung bei der Kernfusion ausreicht.

Zunächst hört sich das so an, als ob dies ein sich selbst verstärkender Mechanismus wäre. Es steht dem jedoch – wie erwähnt – die stärkere Expansion des Gases entgegen, die eine Kühlung verursacht und ein unkontrolliertes Anwachsen der Kernfusionsrate verhindert.

Wie lange bleibt ein Stern im Gleichgewicht?

Mit der Kernfusion als thermische Energiequelle kann der Energieverlust durch Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung (Licht) auf lange Zeit kompensiert werden. Der Stern bleibt stabil im Gleichgewicht. Da die Masse unserer Sonne, ihre chemische Zusammensetzung und ihre Energieabstrahlung bekannt sind, kann man errechnen, wie lange die Sonne bereits existiert. Nimmt man an, dass die Sonne nach ihrer Entstehung im Wesentlichen aus Wasserstoff bestand und noch wenig Helium vorhanden war, kann man über das heutige Mengenverhältnis Wasserstoff/Helium das Alter der Sonne auf ca. 4,5 Milliarden Jahre schätzen. Das Mengenverhältnis kann aus spektroskopischen Daten ermittelt werden, da Wasserstoff und Helium unterschiedliche Lichtspektren erzeugen.

Diese Daten legen auch nahe, dass unsere Sonne erst die Hälfte ihrer Lebenszeit hinter sich gebracht hat und noch weitere 4 bis 5 Milliarden Jahre scheinen wird. In dieser Beziehung müssen wir uns also keine Sorgen machen…

Schwerere Sterne als unsere Sonne dagegen haben eine deutlich geringere Lebensdauer. Denn es braucht höhere Temperaturen im Inneren der Sterne, um die größere Gravitationskraft im Gleichgewicht kompensieren zu können. Höhere Temperaturen bedeuten aber durch die größere Kernfusionsrate einen schnelleren Verbrauch an Wasserstoff. Je massereicher ein Stern ist, desto schneller verbraucht er seinen Brennstoffvorrat. Die schwersten Sterne leben nur einige Millionen Jahre!

Was passiert, wenn ein Stern seinen Wasserstoffvorrat verbraucht hat, liegt jenseits dieser Beitragsreihe über Sternentstehung. Vielleicht wird es hierzu eine neue Reihe geben. Falls Sie auch das Sterben der Sterne interessiert: Schauen Sie doch ab und zu mal auf unserer Website vorbei…

Online-Veranstaltung des Bonner Sommerhimmels am 21.05.2021

Zum 21.05.2021 um 19:00 Uhr bieten wir in Zusammenarbeit mit der Universität Bonn eine online-Veranstaltung an (s. auch im Terminkalender). Dr. Jürgen Kerp vom Argelander Institut für Astronomie wird über Astrophysik und Klimaentwicklung sprechen. Die Sonne ist die Quelle allen Lebens auf dem Planeten Erde. Die physikalischen Bedingungen auf den Planeten und ihren Monden im Sonnensystem stehen in engem Zusammenhang mit der Entwicklung der Sonne als Zentralgestirn. In diesem Vortrag wird untersucht, wie die Sonne funktioniert, wie sich ihre Strahlungsleistung seit ihrer Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren verändert hat und welche Folgen dies für die Erde hat. Die Rolle der Treibhausgase und ihre Rückkopplung auf die Oberflächentemperatur der Erde werden betrachtet.

Die Veranstaltung wird als ZOOM-Konferenz durchgeführt. Sie benötigen für die Teilnahme einen Browser mit Internetzugang.Für die Teilnahme an der Veranstaltung kopieren sie nachstehenden Link in Ihren Browser und führen ihn dann aus:

https://uni-bonn.zoom.us/j/94822747644?pwd=UVEzN3p3ejUyZ2srMXpCNmNML0xkQT09

Fragen können während des Vortrags im Chat gestellt werden. Wenn Sie sich mit einer Mail bei Bonner-Sternenhimmel@volkssternwarte-bonn.de anmelden, werden Ihnen die Zugangsdaten zur Online-Veranstaltung rechtzeitig zugeschickt. Sie werden dann auch bei allen folgenden Veranstaltungen benachrichtigt. Ansonsten werden wir die Zugangsdaten kurz vor der Veranstaltung auch an dieser Stelle veröffentlichen.

Bei gutem Wetter erfolgt anschließend eine Beobachtung mit dem Teleskop des Argelanderinstituts.

Online-Veranstaltung: Sterne und Wein am 27. Mai und 25. Juni 2021

Feine Weine, Spannendes aus der Astronomie und live improvisierte Musik – das sind bekanntlich die Elemente von Sterne und Wein online.

Wer sich anmeldet erhält einen Zoomlink und ein Paket mit drei ausgesuchten Weinen (je 0,7l). Am Abend der Veranstaltung treffen sich Menschen zum gemütlichen und informativen Zusammensein in einer Art gemeinsamen digitalen Wohnzimmer (der Beginn ist um 19:00 Uhr).

Paul Hombach, unser Mitglied von der Volkssternwarte Bonn und Peter Wollmann führen durch die Welt der Sterne und Weine und lassen sich mit Vergnügen „schwarze Löcher“ zu beiden Themen in den Bauch fragen.

Die Teilnahme kostet letztmalig nur EUR 35.- inkl. Versand. Damit die leckere Post rechtzeitig ankommt, melden Sie sich bitte bis zum 18. Mai bzw. bis zum 16. Juni an. Eine einfache Mail an contact@vinauthority.de reicht.

Clear skies und cheers!

(Ein Video, das einen Eindruck von der Show vermittelt: finden Sie hier: https://youtu.be/c6tdxJdr8Gs)

Astrovorschau für Bonn Mai und Juni 2021 von Paul Hombach

Nach längerer Abwesenheit lässt sich Venus zögerlich als Abendstern blicken. Merkur zeigt sich im Mai in der Abenddämmerung. Jupiter und Saturn sind immer besser am Morgenhimmel sichtbar. Am 10. Juni ist erstmals seit 2015 von Bonn aus wieder eine partielle Sonnenfinsternis zu sehen.

Highlight am Bonner Himmel ist die partielle Sonnenfinsternis vom 10. Juni 2021. Zwischen 11:23 und 13:28 MESZ streift der Neumond über die gleißende Sonnenscheibe. Dabei werden um 12:24 MESZ für Bonn nur maximal 13,4% der Sonne bedeckt. Zur Beobachtung gelten die gleichen Sicherheitshinweise wie bei „normalen“ Sonnenbeobachtungen. Zur Vermeidung von Augenschäden sind vor den Objektiven geeignete Filter anzubringen. Alternativ kann man die Projektionsmethode verwenden. Wie solche Methoden anzuwenden sind, hat Volkssternwarten-Mitglied Daniel Fischer anlässlich des Merkurdurchgangs vor der Sonne 2016 beschrieben.

Vorschau Sonnenfinsternis (Bonn) am 10. Juni 202

Abb. 1: Die maximale Phase der Sonnenfinsternis vom 10. Juni über Bonn. Um 12:24 MESZ ragt der Mondrand fast auf halben Weg zum Sonnenmittelpunkt hinein (Magnitude 0,24). Bedeckt werden dabei die nördlichen 13,4% der Sonne.

Für Bonn beginnt nun die Zeit der hellen Nächte. Am 1. Mai geht die Sonne um 6:05 MESZ auf und 20:53 unter. Bis zum 21. Juni, dem Tag der Sommersonnenwende, wächst die Tageslänge auf 16 Stunden 32 Minuten an. Nachts wird es dann nicht mehr vollständig dunkel, da die Sonne nur höchstens knapp 16° tief unter dem Nordpunkt de Horizonts vorbei zieht. Das Ende der Astronomischen Dämmerung wäre erst erreicht, wenn die Sonne tiefer als 18° unter den Horizont taucht. In hellen Nächten besteht die Chance, Leuchtende Nachtwolken zu sehen. Das sind perlmuttfarbene oft wellenförmige dünne Wolken, die in rund 85km Höhe noch vom Sonnenlicht getroffen werden und meist über dem Horizont in nördlicher Richtung zu sehen sind.

Die Frühlingssternbilder haben den abendlichen Anblick des Sternenhimmels übernommen. Mit den immer späteren Sonnenuntergängen muss man auch länger warten, bis es dunkel genug ist, Sterne zu beobachten. Das gelingt Mitte Mai gegen 22:30 MESZ, Mitte Juni erst gegen 23:30 Uhr. Während Anfang Mai die nördlichen Reste des Winterhimmels wie Zwillinge und Fuhrmann noch im Westen zu sehen sind, so ist im letzten Junidrittel der Südosten des spätabendlichen Himmels mit den Sternbildern Leier, Schwan und Adler schon sommerlich geprägt. Unsere Sternkarte zeigt die Situation dazwischen, am 1. Juni 23:00 MESZ. Der orangefarbene Arktur im Bärenhüter, steht im Süden, etwa auf halbem Weg von ihm zum Horizont funkelt Spica im Sternbild Jungfrau. Weitere Frühlingssternbilder wie der Krebs und der Löwe halten sich im Südwesten bzw. Westen auf. Dominierendes Sternbild ist Ursa Major, der große Bär (eigentlich Bärin). Von dieser Konstellation ist uns die Figur des großen Wagens vertraut. Der steht nun quasi über unseren Köpfen maximal hoch am Himmel. Mit Wega, Deneb und Atair leuchten Vorboten des Sommerhimmels im Südosten, hinter der eher unscheinbaren Waage geht ein Teil des Skorpions im Südosten auf. Wenig markant, aber für Fernglasbeobachter wegen seiner Kugelsternhaufen interessant, ist der Schlangenträger. Darüber leuchten zwischen Artktur und Wega nach einem Drittel des Weges zwischen dieses hellen Sternen erst die nördliche Krone, dann das Trapez des Herkules mit dem prominenten Sternhaufen M 13.

Bonner Abendhimmel am 1. Juni 2021

Abb.2 :Die Sternkarte zeigt den Bonner Abendhimmel am 1. Juni 2021 um 23:00 MESZ. Der Löwe ist in den Südwesten gerückt, der Große Wagen (Teil des Sternbildes Großer Bär) steht in der Nähe des Zenits. Folgt man dem Schwung der Deichsel, gelangt man über Arktur im Bärenhüter zu Spica im Sternbild Jungfrau. Grafik erstellt mit Stellarium

Merkur zeigt im Mai seine beste Abendsichtbarkeit des Jahres. Zwischen dem 1. und ca. 20. Mai ist er ab etwa 40 Minuten nach Sonnenuntergang mit dem Fernglas über dem Westnordwesthorizont in der Abenddämmerung zu finden. Am 17. Mai erreicht er mit 22° seinen größten östlichen Winkelabstand zur Sonne. Wer den sonnennahen Planeten noch nie mit bloßem Auge gesehen hat, für den bieten die Tage zwischen dem 5. und 15. Mai die beste Gelegenheit.

Venus kommt am Abendhimmel nur langsam in die Gänge. Langsam wächst ihr Abstand zur Sonne, doch sie erreicht keine großen Höhen in der Abenddämmerung. Während der Merkursichtbarkeit ist sie es sogar, die näher zum Horizont steht. Anfang Juni geht Venus für Bonn anderthalb Stunden nach der Sonne unter. Besser wird es in diesem Jahr nicht mehr.

Mars beendet seine Sichtbarkeit. Im Mai ist er noch am westlichen Abendhimmel zu finden. Im Juni rückt der schon blasse Planet immer tiefer in die helle Abenddämmerung. Am 23. Juni können Fernglasbeobachter versuchen, ihn noch vor dem offenen Sternhaufen Praesepe (M 44) zu erspähen. Am Abend des 15. Mai und 13. Juni schaut die zunehmende Mondsichel beim Roten Planeten vorbei.

Blick nach Westnordwesten am Bonner Abendhimmel am 13. Mai 2021

Abb. 3: Blick nach Westnordwesten am 13. Mai 2021, 22:00 MESZ. Venus steht nur knapp über dem Horizont, die zunehmende Mondsichel begegnet Merkur und Mars ist noch in den Zwillingen zu sehen. Grafik erstellt mit Stellarium

Jupiter und Saturn bauen ihre Sichtbarkeit am Morgenhimmel weiter aus. Ende Juni geht Jupiter bereits um Mitternacht auf. Auch Saturn, der rund eine Stunde früher als sein größerer Kollege aufgeht, wird zum Planeten der zweiten Nachthälfte. Uranus ist in beiden Monaten unsichtbar, wohingegen Neptun im Juni zumindest theoretisch tief in der 2. Nachthälfte mit dem Fernglas im Sternbild Wassermann auffindbar ist.

Der Mond zeigt am 26. Mai den erdnächsten Vollmond des Jahres. Der südlichste Vollmond des Jahres folgt am 24. Juni. Am 28. Juni bildet der Mond mit Jupiter und Saturn ein schönes Dreieck am Morgenhimmel. Die Neumondtermine fallen auf den 11. Mai und 10. Juni.

Paul Hombach als Verfasser und die Volkssternwarte Bonn wünschen allen Leserinnen und Lesern viel Freude bei der Beobachtung!

Sternentstehung: Zündung der Kernfusion

Im vorherigen Beitrag der Reihe über die Sternentstehung wurden die Vorgänge zur Bildung eines sog. Protosterns beschrieben – also eines Zustandes der sich aufheizenden und verdichtenden interstellaren Gaswolke, in dem noch keine Kernfusion gestartet ist.

Fortschreitende Aufheizung der Gaswolke

Die Kontraktion der Gaswolke schreitet dabei ungebremst fort. Das Gas wird durch die Umwandlung von gravitativer in thermische Energie der Gasteilchen (sprich: Wärme) immer dichter und heißer. Das Gas besteht mehr und mehr aus Wasserstoffatomen und Wasserstoffionen (also freien Protonen). Die Stöße zwischen den Gasteilchen werden aufgrund der höheren Geschwindigkeiten immer heftiger und aufgrund der wachsenden Dichte auch immer häufiger. Es gibt zwar noch einen kurzzeitigen Kühlungseffekt durch die Zerlegung von Molekülen und das Herausschlagen von Elektronen aus den Atomhüllen, was Energie benötigt, die aus der thermischen Energie abgezogen wird. Diese Energie wird aber nicht mehr wie am Anfang der Kontraktion in die Umgebung der Gaswolke abgegeben.

Beginn und Ablauf der Kernfusion

Irgendwann ist die kinetische Energie der Gasteilchen so groß, dass sich Atomkerne beim Stoß trotz der Coulomb-Abstoßung so nahe kommen, dass die anziehende Starke Kernkraft größer wird als die abstoßende Coulombkraft: der Energieberg der Coulomb-Abstoßung kann durch den Schwung der stoßenden Kerne überwunden werden. Es kommt zur Kernfusion, also zur Verschmelzung von Atomkernen. Dabei wird sehr viel Bindungsenergie frei, weil bei der weiteren Annäherung der Kerne aufgrund der Starken Kernkraft die potentielle Energie der Nukleonen stark erniedrigt wird.

Potentialkurve sich annähernder Atomkerne

Schematische Darstellung der potentiellen Energie in Abhängigkeit vom Abstand der Atomkerne. Die kinetische Energie der Atomkerne muss größer als die Coulomb-Barriere sein, damit das Energieminimum bei kleinen Kernabständen erreicht werden kann und eine Kernfusion stattfindet.

Die Kernfusion findet am leichtesten mit Wasserstoffkernen statt, die nur ein Proton enthalten. Atomkerne anderer Elemente besitzen mehr Protonen und damit eine größere elektrische Ladung, was gemäß Coulomb-Gesetz die Abstoßung deutlich erhöht. Bei der Verschmelzung von zwei Heliumkernen mit jeweils 2 Protonen (und zwei neutralen Neutronen) ist die Coulomb-Abstoßung viermal höher als bei zwei Wasserstoffkernen. Und bei Kohlenstoff- (6 Protonen pro Kern) oder Sauerstoffkernen (8 Protonen pro Kern) ist die Abstoßung noch viel größer.

Deshalb und weil ohnehin Wasserstoff der Hauptbestandteil der interstellaren Gaswolken ist, speist sich die Energiegewinnung bei der Zündung der Kernfusion aus der Verschmelzung von Wasserstoff zu Heliumkernen, die jeweils zwei Protonen und Neutronen enthalten. Doch halt! Wo kommen die beiden Neutronen her? Hier wird es ein wenig komplizierter.

Mechanismus der Wasserstofffusion zu Helium-4

Schematische Darstellung des Hauptwegs zur Bildung von Helium-4 Kernen durch Fusion von 4 Wasserstoffkernen (Protonen): 3 Protonen verschmelzen zu einem Helium-3 Kern unter Aussendung eines Positrons, eines Elektronneutrinos und eines Gamma-Quants. 2 Helium-3 Kerne fusionieren im zweiten Schritt zu Helium-4, wobei 2 Protonen wieder frei gesetzt werden.

Zwei Protonen können nicht einfach zu einem doppelt positiv geladenen Kern verschmelzen. Statt dessen wird ein Proton unter Aussendung eines Positrons (ein positiv geladenes Elektron) und eines Neutrinos in ein Neutron umgewandelt. Die Entstehung eines Positrons sorgt für die Erhaltung der Gesamtladung, da eine positive Einheitsladung bei der Umwandlung eines Protons in ein Neutron wegen des Erhaltungssatzes der elektrischen Ladung kompensiert werden muss. Es resultiert ein Deuteriumkern mit einem Proton und einem Neutron. Das Positron ist das Antiteilchen des Elektrons. In der dichter gewordenen Gaswolke trifft es nach kurzer Flugstrecke auf eines der reichlich vorhandenen Elektronen. Beim Zusammentreffen werden beide vernichtet, wobei sich ihre Masse gemäß der berühmten Einstein’schen Formel E = m c2 in Lichtenergie verwandelt und als Gamma-Quant ausgesendet wird. Das Neutrino fliegt ungehindert aus der Gaswolke hinaus. Denn Neutrinos haben so gut wie keine Wechselwirkung mit normaler Materie. Der Neutrinofluss der Sonne durch die Erde beträgt ca. 6,5*1010 Neutrinos pro cm2 und Sekunde. D.h. ein Mensch wird jede Sekunde von mehr als 1013 Neutrinos durchflogen ohne etwas davon zu merken. Mehr noch: man merkt nicht nur nichts, es findet auch keinerlei Wechselwirkung und damit Beeinflussung des Menschen durch die Neutrinos statt. Der Durchflug der Neutrinos ist also völlig ungefährlich.

Die davon fliegenden Neutrinos „entführen“ ca. 2 % der bei der Kernfusion frei werdenden Energie aus der Gaswolke. Die Gamma-Quanten werden nach kurzer Flugstrecke von der Gasmaterie absorbiert und in verschiedenen Reaktionsfolgen in thermische Energie – sprich Wärme – verwandelt.

Die bei der Verschmelzung gebildeten Deuteriumkerne fusionieren mit einem weiteren Proton unter Aussendung eines Gamma-Quants zu einem Heliumkern. Der enthält allerdings neben zwei Protonen nur ein Neutron: Helium-3. Zum finalen Helium-4 fehlt noch ein Neutron. Dies entsteht, wenn zwei Helium-3 Kerne mit ausreichender kinetischer Energie zusammenstoßen. Dann werden zwei Protonen aus den Kernen geschleudert und es bleibt ein Helium-4 Kern zurück. Wie gesagt: ein ziemlich komplizierter Prozess. In Wahrheit gibt es noch ein paar andere Wege zur Produktion von Helium-4. In unserer Sonne tragen sie nur wenig zur gesamten Energieproduktion bei; in anderen Sternen können diese Vorgänge aber von erheblicher Wichtigkeit sein.

Fazit

Alles in allem werden 4 Protonen (Wasserstoffkerne) in einen Helium-4 Kern umgewandelt, wobei je zwei Elektron-Neutrinos, zwei Positronen und zwei Gamma-Quanten ausgesandt werden. Dabei wird eine Energie von 26,73 MeV (Megaelektronenvolt) freigesetzt , was dem millionenfachen der Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser – einer der energiereichsten chemischen Reaktionen – entspricht.

Zum Abschluss unserer kurzen Reihe zur Sternentstehung, beschäftigen wir uns im nächsten Beitrag mit der Frage, wieso ein Stern nach seiner Entstehung stabil bleiben kann bzw. wie lange er stabil bleibt.

Online-Veranstaltung: Bonner Sommerhimmel am 23.04.2021

Zum 23.04.2021 um 19:00 Uhr bieten wir eine online-Veranstaltung an (s. auch im Terminkalender). Dr. Norbert Juhnkes vom Max-Plank-Istitut für Radioastronomie wird über 50 Jahre astronomischer Forschung mit dem Effelsberger Radioteleskop berichten. Sofern es die Situation zulässt, werden wir eine online Beobachtung mit dem Teleskop des Argelander-Institutes anschließen. Diese Onlineveranstaltung findet als Zoom-Konferenz statt. Sie benötigen für die Teilnahme einen Browser mit Internetzugang.

Für die Teilnahme an dere Veranstaltung kopieren sie nachstehenden Link in Ihren Browser und führen ihn dann aus:

https://uni-bonn.zoom.us/j/94822747644?pwd=UVEzN3p3ejUyZ2srMXpCNmNML0xkQT09

Fragen können während des Vortrags im Chat gestellt werden. Wenn Sie sich mit einer Mail bei Bonner-Sternenhimmel@volkssternwarte-bonn.de anmelden, werden Ihnen die Zugangsdaten zur Online-Veranstaltung rechtzeitig zugeschickt. Sie werden dann auch bei allen folgenden Veranstaltungen benachrichtigt. Ansonsten werden wir die Zugangsdaten kurz vor der Veranstaltung auch an dieser Stelle veröffentlichen.

Online-Veranstaltung: „Pauls portables Planetarium“ am 27. April 2021

Einmal mehr können Menschen, die sich für Astronomie interessieren, den Lockdown-Zeiten ein Schnippchen schlagen.

Nach der Karnevalsausgabe am Veilchendienstag ist dies die zweite digitale Ausgabe von „ppp“ im Jahr 2021. Ein Thema der Astronomieshow wird die aktuelle Marsforschung sein, aber auch der simulierte Anblick des Sternenhimmels und weitere Astrohighlights kommen nicht zu kurz.

Der kostenlose Livestream beginnt um 18:00 MESZ, das Video wird anschließend dauerhaft verfügbar sein.