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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Astrovorschau für Bonn September und Oktober 2021

Autor: Paul Hombach

Saturn und der helle Jupiter leuchten am frühherbstlichen Abendhimmel. Venus ist Abendstern. Merkur zeigt sich Ende Oktober am Morgen. Die frühere Dunkelheit kommt den Sommersternbildern zugute. Am 22. September ist astronomischer Herbstanfang.

Frühere Sonnenuntergänge gleichen in den Herbstmonaten scheinbar die jährliche Drehung der Himmelsbühne teilweise aus. Während ein bestimmtes Gestirn jeden Tag 4 Minuten früher im Westen untergeht, erreicht die Sonne in der Zeit um die herbstliche Tag- und Nachtgleiche täglich rund zwei Minuten früher den Horizont. Nach einer Faustregel macht dies grob gerechnet für Bonn pro Monat eine Stunde aus: Am 1. August geht die Sonne demnach um Viertel nach neun Uhr Abends (MESZ) unter, am 1. September Viertel nach acht, am 1. Oktober Viertel nach sieben. Die Reihe würde sich bis in den November fortsetzen, doch am 31. Oktober wird die Uhr wieder um eine Stunde auf die „normale“ Mitteleuropäische Zeit (MEZ) zurück gestellt. Sonnenuntergang am 1. November ist 17:07 MEZ. Die Tageslänge wird auch vom Morgen her angeknabbert: Die Sonnenaufgänge verspäten sich von 6:45 MESZ am 1. September auf 7:23 MEZ am 1. November – macht noch mal eine Stunde und 38 Minuten, auch wenn es durch die Zeitumstellung nicht so auffällt.

Am Abendhimmel im September und Oktober bleiben die Bilder des Sommerhimmels tonangebend. Das Band der Milchstraße, welches vom Südhorizont mit dem Sternbild Schütze aus nordwärts durch die Sternbilder Adler, Schwan und Leier bis nach Nordosten in die Kassiopeia verläuft, ist besonders gut in den Tagen um den Neumond am 7. September und 8. Oktober zu sehen. Beste Zeit ist dann 21:30 bzw. 20:30 MESZ. Mit den Sternbildern des Sagenkreises um den Perseus, die Kassiopeia, das geflügelte Pferd Pegasus (am Himmel als Herbstviereck bekannt) und die Andromeda zieht von Osten im Laufe des Abends der Herbsthimmel herauf. Wer sich nach den funkelnden Sternen des Wintersechsecks rund um den Orion sehnt, braucht lediglich um die Monatswende September – Oktober herum gegen 6:00 MESZ an den Morgenhimmel in Richtung Süden / Südosten zu schauen. Natürlich sind auch diese Sternbilder an gleicher Position jeden Tag 4 Minuten früher zu sehen. So schließt sich nach einem Jahr der Kreis.

Bonner Abendhimmel am 1.10.2021

Abb. 1: Anblick des Bonner Abendhimmels am 1.10.2021 um 22:00 MESZ, Blickrichtung Süden. Blickfang im Süden sind Jupiter und Saturn, oberhalb schließt sich das Sommerdreieck mit Deneb im Schwan, Wega in der Leier und Atair im Adler an. Im Südosten hat mit dem Pegasus der Herbsthimmel Einzug gehalten. Grafik erstellt mit Stellarium

Merkur beginnt im letzten Oktoberdrittel die beste Morgensichtbarkeit des Jahres. Seinen größten Abstand zur Sonne erreicht er am 25. Oktober. Dann sollte er bei guter Sicht in der Bonner Morgendämmerung gegen 7:30 MESZ recht bequem über dem Ostsüdosthorizont zu sehen sein.

Venus ist Abendstern, spielt aber weiter Verstecken in der Abenddämmerung. Zwar erreicht Venus am 29. Oktober den größten Sonnenabstand ihrer Abendsaison, doch steht sie deutlich südlicher als die Sonne. Der innere Erdnachbar zieht von der Jungfrau durch die Waage in den Skorpion. Mitte September geht sie gut eine Stunde nach der Sonne unter, einen Monat später immerhin anderthalb. Am 9. Oktober steht die zunehmende Mondsichel nah bei Venus.

Mars durchläuft eine Sichtbarkeitspause, steht am 8. Oktober in Konjunktion mit der Sonne und bleibt unbeobachtbar.

Die Gasplaneten Jupiter und Saturn standen im August in Opposition, waren also die ganze Nacht zu sehen. Inzwischen hat sich die optimale Beobachtungszeit in die Abendstunden verlegt. Ende September geht Saturn um 21:30 MESZ durch den Meridian, der heller Jupiter, ebenfalls im Steinbock unterwegs, folgt rund eine Stunde später. Beide Gasplaneten sind ein Blickfang für das bloße Auge und lohnende Ziele für ein Teleskop.

Planetenszene am Abend des 9. Oktober 2021

Abb. 2: Planetenszene am Abend des 9. Oktober 19:20 MESZ: Venus und die Mondsichel stehen tief im Südwesten, im Südsüdosten leuchten Saturn und Jupiter. Grafik erstellt mit Stellarium

Die äußeren Planeten Uranus und Neptun lassen sich im Vorhersagezeitraum immer besser beobachten. Das Fernglasobjekt Neptun im Grenzgebiet Wassermann / Fische steht am 14. September im Sternbild Walfisch in Opposition. Sein sonnennäherer Kollege Uranus im Widder wird erst Anfang November optimal zu sehen sein, ist aber schon mit dem Fernglas einfach zu erspähen.

Kurz vor Herbstanfang erreicht der Mond am 21. September seine Vollmondposition. Bei dieser Gelegenheit und ebenso beim folgenden Vollmond am 20. Oktober lässt sich ein interessantes Phänomen verfolgen. In den Tagen rund um den Vollmond verspätet sich der Mond, der dem bloßen Auge mindestens drei Tage lang als annähernd voll erscheint, kaum. Zwar wandert der Mond ostwärts durch den Tierkreis und geht später auf, steht aber nördlicher am Himmel als tags zuvor. Der dadurch längere Tagbogen kompensiert die Verspätung deutlich.

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

Sterne und Wein – online-Veranstaltung am 11. September und am 07. Oktober 2021

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

Frei von Einschränkungen durch Tests etc. entsteht via Internet eine gemütliche Runde von Menschen, die sich für diese schönen Themen interessieren.

Wer sich anmeldet, erhält einen Zoomlink und ein Paket mit drei ausgesuchten Weinen (je 0,7l). Geboten wird Wissenswertes zu den Weinen und eine thematisch zu den Weinregionen passende Astronomieshow, die auf den Spuren großer Entdecker wandelt.

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 Fragen werden z.T. live in Form von Songs beantwortet…

Die Teilnahme kostet  EUR 39.- inkl. Versand. Damit die leckere Post rechtzeitig ankommt, melden Sie sich gerne bis zum 3. September bzw. 30. September 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: Youtube

Astrovorschau für Bonn im September und Oktober 2021 von Paul Hombach

Saturn und der helle Jupiter leuchten am frühherbstlichen Abendhimmel. Venus ist Abendstern. Merkur zeigt sich Ende Oktober am Morgen. Die frühere Dunkelheit kommt den Sommersternbildern zugute. Am 22. September ist astronomischer Herbstanfang.

Frühere Sonnenuntergänge gleichen in den Herbstmonaten scheinbar die jährliche Drehung der  Himmelsbühne teilweise aus. Während ein bestimmtes Gestirn jeden Tag 4 Minuten früher im Westen untergeht, erreicht die Sonne in der Zeit um die herbstliche Tag- und Nachtgleiche täglich rund zwei Minuten früher den Horizont. Nach einer Faustregel macht dies grob gerechnet für Bonn pro Monat eine Stunde aus: Am 1. August geht die Sonne demnach um Viertel nach neun Uhr Abends (MESZ) unter, am 1. September Viertel nach acht, am 1. Oktober Viertel nach sieben. Die Reihe würde sich bis in den November fortsetzen, doch am 31. Oktober wird die Uhr wieder um eine Stunde auf die „normale“ Mitteleuropäische Zeit (MEZ) zurück gestellt. Sonnenuntergang am 1. November ist 17:07 MEZ. Die Tageslänge wird auch vom Morgen her angeknabbert: Die Sonnenaufgänge verspäten sich von 6:45 MESZ am 1. September auf 7:23 MEZ am 1. November – macht noch mal eine Stunde und 38 Minuten, auch wenn es durch die Zeitumstellung nicht so auffällt.

Am Abendhimmel im September und Oktober bleiben die Bilder des Sommerhimmels tonangebend. Das Band der Milchstraße, welches vom Südhorizont mit dem Sternbild Schütze aus nordwärts durch die Sternbilder Adler, Schwan und Leier bis nach Nordosten in die Kassiopeia verläuft, ist besonders gut in den Tagen um den Neumond am 7. September und 8. Oktober zu sehen. Beste Zeit ist dann 21:30 bzw. 20:30 MESZ. Mit den Sternbildern des Sagenkreises um den Perseus, die Kassiopeia, das geflügelte Pferd Pegasus (am Himmel als Herbstviereck bekannt) und die Andromeda zieht von Osten im Laufe des Abends der Herbsthimmel herauf. Wer sich nach den funkelnden Sternen des Wintersechsecks rund um den Orion sehnt, braucht lediglich um die Monatswende September – Oktober herum gegen 6:00 MESZ an den Morgenhimmel in Richtung Süden / Südosten zu schauen. Natürlich sind auch diese Sternbilder an gleicher Position jeden Tag 4 Minuten früher zu sehen. So schließt sich nach einem Jahr der Kreis.

Abb. 1: Anblick des Bonner Abendhimmels am 1.10.2021 um 22:00 MESZ, Blickrichtung Süden. Blickfang im Süden sind Jupiter und Saturn, oberhalb schließt sich das Sommerdreieck mit Deneb im Schwan, Wega  in der Leier und Atair im Adler an. Im Südosten hat mit dem Pegasus der Herbsthimmel Einzug gehalten. Grafik erstellt mit Stellarium

Merkur beginnt im letzten Oktoberdrittel die beste Morgensichtbarkeit des Jahres. Seinen größten Abstand zur Sonne erreicht er am 25. Oktober. Dann sollte er bei guter Sicht in der Bonner Morgendämmerung gegen 7:30 MESZ recht bequem über dem Ostsüdosthorizont zu sehen sein.

Venus ist Abendstern, spielt aber weiter Verstecken in der Abenddämmerung. Zwar erreicht Venus am 29. Oktober den größten Sonnenabstand ihrer Abendsaison, doch steht sie deutlich südlicher als die Sonne. Der innere Erdnachbar zieht von der Jungfrau durch die Waage in den Skorpion. Mitte September geht sie gut eine Stunde nach der Sonne unter, einen Monat später immerhin anderthalb. Am 9. Oktober steht die zunehmende Mondsichel nah bei Venus.

Mars durchläuft eine Sichtbarkeitspause, steht am 8. Oktober in Konjunktion mit der Sonne und bleibt unbeobachtbar.

Die Gasplaneten Jupiter und Saturn standen im August in Opposition, waren also die ganze Nacht zu sehen. Inzwischen hat sich die optimale Beobachtungszeit in die Abendstunden verlegt. Ende September geht Saturn um 21:30 MESZ durch den Meridian, der heller Jupiter, ebenfalls im Steinbock unterwegs, folgt rund eine Stunde später. Beide Gasplaneten sind ein Blickfang für das bloße Auge und lohnende Ziele für ein Teleskop.

 

Abb. 2: Planetenszene am Abend des 9. Oktober 19:20 MESZ: Venus und die Mondsichel stehen tief im Südwesten, im Südsüdosten leuchten Saturn und Jupiter. Grafik erstellt mit Stellarium

Die äußeren Planeten Uranus und Neptun lassen sich im Vorhersagezeitraum immer besser beobachten. Das Fernglasobjekt Neptun im Grenzgebiet Wassermann / Fische steht am 14. September im Sternbild Walfisch in Opposition. Sein sonnennäherer Kollege Uranus im Widder wird erst Anfang November optimal zu sehen sein, ist aber schon mit dem Fernglas einfach zu erspähen.

Kurz vor Herbstanfang erreicht der Mond am 21. September seine Vollmondposition. Bei dieser Gelegenheit und ebenso beim folgenden Vollmond am 20. Oktober lässt sich ein interessantes Phänomen verfolgen. In den Tagen rund um den Vollmond verspätet sich der Mond, der dem bloßen Auge mindestens drei Tage lang als annähernd voll erscheint, kaum. Zwar wandert der Mond ostwärts durch den Tierkreis und geht später auf, steht aber nördlicher am Himmel als tags zuvor. Der dadurch längere Tagbogen kompensiert die Verspätung deutlich.

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

 

Vorschau auf die kommenden Montagsvorträge

Nach jetziger Planung wird die Volkssternwarte Bonn e.V. in diesem Jahr noch die folgenden Montagsvorträge anbieten:

18. Oktober, 19:00 Uhr
Professor Dr. Anton Zensus ist Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie und leitet die Forschungsabteilung ‘Very Long Baseline Interferometry’ (VLBI). Hiermit werden Radioantennen auf der ganzen Welt zu einem virtuellen astronomischen Teleskop von der Größe der Erde kombiniert.
2017 führte er eine internationale Kollaboration zusammen, die 2019 das erste Bild des supermassiven Schwarzen Lochs in der Galaxie Messier 87 präsentieren konnte – ein wissenschaftlicher Durchbruch.

25. Oktober, 19:00 Uhr
Professor Dr. Hans-Joachim Blome war Professor für die Fächer Himmelsmechanik und Raumflugdynamik an der FH Aachen. Er berichtet über die extrem präzise Vermessung der Mondbahn und die Bestätigung der von der Relativitätstheorie vorhergesagten Effekte und widmet sich der Frage, wie der expandierende Weltraum sich auf astronomische Objekte auswirkt.

29. November, 19:00 Uhr
Professor Dr. Karl Menten ist Direktor für die Millimeter- und Submillimeter-Astronomie am Max-Planck-Institut in Bonn. Er beschreibt die in SETI (Suche nach extraterrestrischer Intelligenz) eingesetzten Techniken und beschreibt die Historie und den Status Quo dieses Projektes.

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 3,- 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.