Das Universum vor 100 Jahren - Max Camenzind - Würzburg 2017 - LSW Heidelberg
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Das Universum vor 100 Jahren
Max Camenzind – Würzburg - 2017
Nachtrag – der Tycho Krater
Nachtrag Tycho ist ein Krater auf dem Mond, der von Giovanni Riccioli (Jesuit) (1598 – 1671) nach dem dänischen Astronomen Tycho Brahe benannt wurde. Er ist einer der bedeutendsten Mondkrater. Riccioli war im Gefolge von Aristoteles und Ptolemäus ein Verfechter des geozentrischen Weltbilds. Publizierte den Neuen Almagest mit Mondkrater
Aktuell Jupiter Südpol mit JUNO/NASA
Übersicht Milchstraße • Geschichte der Entdeckungen • Das „Multiversum“ von Thomas Wright • Messiers Nebelkatalog von 1784 • Milchstraße von William Herschel • Kapteyns Universum von 1920 • Shapleys Universum ist viel zu groß • Die moderne Vermessung der Milchstraße • Rotation und Dunkle Materie
Via Lactea Milchstraße / Salvador Dali
Das Universum Milchstraße Fixsterne in einer flachen Scheibe, rotiert
Stationen Zeitgeschichte Milchstraße ~ 700 BC griechische Mythologie: ``neblig'', ``milchig'' 1609 Galileo Galilei: Teleskop, Auflösung in Einzelsterne 1750 Thomas Wright: Diskusscheibe 1755 Immanuel Kant: ``Welteninseln'', ähnlich wie Sonnensystem 1770 Charles Messier: Systematische Suche nach Nebelflecken 1785 Wilhelm Herschel: Sternzählungen, ``star gauging'', erste Kartierung 1850 Lord Rosse: rotierende Spiralen und elliptische gestaltlose Nebel 1888 Johan Dreyer: Erstellung der umfangreichen Kataloge NGC und IC 1915 Jacobus Kapteyn: Stellarstatistik, Sterndichte wie in einem Sternhaufen 1920 Harlow Shapley: Kugelsternhaufen, Zentrum 15 kpc entfernt (tats. 8,0 kpc) 1925 Robert Trumper: zahlreiche unsichtbare Gas- und Staubwolken, Absorption 1927 Bertil Lindblad: kinematisches Modell; Spiralarme 1949 William Morgan: Verteilung von OB-Assoziationen und junge Sternhaufen; Spiralarme 1951 Radioastronomie: komplette Kartierung mittels 21-cm-Linie 1974 dynamisches Modell: Rotationskurven, dunkler Halo, dunkle Materie 1989 Hipparcos: Positionsmessung, Modell der Sonnenumgebung 1990 Infrarot-Astronomie: Balken; zentrale Scheibe; Schwarzes Loch 2014 – 2019 Gaia Vermessung 1 Mrd. Sterne
Thomas Wright Göttliches Auge Nachdem Galileo Galilei mit seinem Fernrohr die vielen Einzelsterne der Milchstraße als solche erkennen konnte, waren die Augen der Astronomen auf die Form der Milchstraße gerichtet. Teilweise wird Wilhelm Herschel mit der erstmaligen Beschreibung der flachen Form der Milchstraße in Verbindung gebracht, aber es ist bekannt, dass Thomas Wright von Durham (1810 - 1877) den ersten wissenschaftlichen Beitrag zum Verständnis der Milchstraße erbracht hat.
Thomas Wright von Durham (1711-1786), der in England in Byers Green geboren wurde, interessierte sich früh für die Astronomie und beschäftigte sich insbesondere mit der Kosmologie. 1750 hat er sein bedeutendstes Werk „An original Theorie, or new hypothesis of the universe“ veröffentlicht, welches in 9 Briefen strukturiert ist. In diesem Werk versucht er seine Überzeugung bezüglich der Existenz Gottes mit physikalischen Argumenten zu stützen. Damit verfolgte er einen physikotheologischen Ansatz wie vor ihm z. B. Johann Jakob Scheuchzer. Wright stellt sich die Milchstrasse als Teil der Sphäre der Sterblichkeit vor, welche sich um ein übernatürliches, göttliches Zentrum dreht. Daneben soll es nach Wrights Vorstellung unzählige weitere Kugelförmige, bewohnte und unbewohnte Systeme wie das Unsere geben, immer mit einem göttlichen Zentrum, welches in seinen Abbildungen stets mit einem Auge symbolisiert wird.
Das „Multiversum“ des Thomas Wright Unzählige Welten im Universum mit ihrem jeweils göttlichen Mittelpunkt (Augensymbol)
Immanuel Kant (1724-1804) hätte sich wohl kaum auf diese fantastischen Ideen Thomas Wrights eingelassen. Doch den Philosophen, der sich wie Wright mit kosmologischen Fragestellungen beschäftigte, beeindruckte Wrights Erklärung zur Erscheinungsform der Milchstrasse. Dieser erkannte nämlich, dass das helle Band am Himmel ein perspektivischer Effekt ist, der sich ergibt, wenn sämtliche Sterne auf einer Ebene liegen und der Beobachter mitten drin entlang dieser Ebene schaut. Kant überzeugte diese Erklärung dermassen, dass er sie weiterentwickelte und 1755 in seinem Werk „Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels“ unter Nennung von Thomas Wright als den Begründer der „Scheibentheorie“ publizierte. Thomas Wright wurde in der damaligen Zeit wenig rezipiert und seinen Werken wurde kaum Bedeutung zugemessen. Allerdings hatte auch Kant damals nicht die Aufmerksamkeit, die ihm heute zukommt. Dass Thomas Wright seinen Platz in der Geschichte der Astronomie gefunden hat, ist nur Immanuel Kant zu verdanken, der über eine Rezension in der Hamburger Zeitschrift „Freye Urtheile und Nachrichten zum Aufnehmen der Wissenschaften und der Historie überhaupt“ (Bd. 8 von 1751) auf Wrights Idee aufmerksam wurde.
Charles Messier (1730-1817) 1774 1. Katalog 100 Nebel-Objekte 1781 2. Katalog
Messiers Grundüberlegung: Welches Objekt ist kein Komet? Komet Garradd und Messier 15 / APOD 6.8.2011
Wikipedia: Charles Messier ist im Jahre 1730 in Lothringen geboren. Er wuchs dort in einer wohlhabenden Familie auf. Erstes astronomisches Interesse erweckten in ihm eine Kometenbeobachtung im Jahre 1744 und die Sonnenfinsternis des Jahres 1748. Im Jahre 1751 kam er als Gehilfe an das Observatorium der Marine, das in Paris in einem Turm des Hotel de Cluny untergebracht war. Messiers erste größere astronomische Aufgabe war die Suche nach Kometen, und hier insbesondere des Halleyschen Kometen, dessen Wiederkehr er am 21. Januar 1759 entdeckte. Zuletzt war dieser periodisch wiederkehrende Komet 1682 gesehen worden. Bei seiner neuen Leidenschaft, die ihn fortan fesseln sollte, der Kometensuche, stieß er im Jahre 1758 erstmals auf ein nebelartiges Objekte, das er anfänglich und irrtümlich für einen Kometen hielt. M1, also Messier-Katalog Nr. 1, das erste Objekt seines Kataloges, bildete den Anfang einer Katalogisierung nebelartiger Himmelsobjekte, die er systematisch suchte oder auch zufällig fand. Messiers Absicht war es, diese Objekte zu erfassen, weil man man sie irrtümlich für Kometen halten konnte. Messier war als Kometensucher überaus erfolgreich. Er brachte es zu seinen Lebzeiten auf 44 Kometen. Davon entdeckte er selbst 21 und bemühte sich auch, ihre Bahnen über möglichst lange Zeiträume zu dokumentieren. Messiers erster Katalog erschien mit 45 nebelartigen Objekten im Jahre 1774, in einer zweiten Version war er 1780 auf 68 und ein Jahr später auf 103 Objekte angewachsen, posthum wurde er nach Messiers Aufzeichnungen auf 110 Objekte erweitert.
Die Messier Gallerie
Messiers
Nebel-
objekte
Kugelstern-
haufen
Offene
Sternhaufen
Planetarische
Nebel
Sternbildung
Supernovae
SpiralnebelLeviathan of Parsonstown Gebaut 1845 1,8 Meter Spiegelteleskop Metallspiegel
Robert French - Lord Rosse's Telescope, Leviathan, Birr Castle, Aufnahme ca. 1880
Drawing of the ‘spiral nebula’ M51. This is an observation by Lord Rosse, drawn in 1845 using the 72-inch Birr Telescope at Armagh Observatory in the UK.
Hubble-Aufnahme von Messier 51
Sir William Herschel
(1738-1822)
1781 Katalog Zählte die Sterne
18” Reflector
1000 Objekte der MilchstraßeWilhelm Herschel – Milchstraße 1785 William & Caroline Herschel (1785): Counted stars along 683 lines of sight using their 20-foot long, 19-inch diameter telescope. Assumed that stars are uniformly distributed through space, and do not extend beyond the edges of the Milky Way. Assumed that their telescope could resolve all stars within the boundaries of the Milky Way.
IR
Jacobus Cornelius Kapteyn 1851-1922 Jacobus Cornelius Kapteyn (* 19.1.1851; † 18.6.1922 in Amsterdam) war ein nieder- ländischer Astronom. Er gilt als Entdecker der Rotation der Milchstraße, Uni Groningen.
Kapteyn hatte kein eigenes Observatorium zur Verfügung, spezialisierte sich aber auf die Auswertung von Fotoplatten, insbesondere vom Südhimmel, 454.000 Sterne. Schätzte Distanzen über Parallaxen & Eigenbewegungen von nahen Sternen ab. Vernachlässigte jedoch interstellare Extinktion (Sterne erscheinen schwach, da sie weit entfernt sind, jedoch nicht infolge der interstellaren Absorption des Sternenlichts).
Shapley nutzte Kugelsternhaufen unter der Annahme:
They were uniformly located above & below the Milky Way.
They were concentrated on the sky toward Sagittarius.
Sketch based on Shapley's original data, uncorrected for interstellar absorption. The
Sun is located at the center of the axes (looking roughly side-on), and the center of
the Milky Way inferred by Shapley is marked by the red X.Shapley´s Resultate von 1921 Die Kugelsternhaufen bilden ein Subsystem der Milchstraße, das um die Milchstraße zentriert liegt. Die Sonne ist 16 kpc vom Zentrum der Milchstraße entfernt. Die Milchstraße hat die Form einer flachen Scheibe mit einem Durchmesser von 100 kpc. Diese Folgerungen waren im Wesentlichen korrekt, jedoch viel zu groß: Shapley hat die interstellare Absorption vergessen. Damit sind die Distanzen zu gewaltig ausgefallen.
Die Vermessung der Milchstraße
Distanzen der Sterne
Astronomische Einheiten Parsec1 pc = 206.265 AE
Die Sternparallaxe endliche Distanz
Geschichte der Sternparallaxen Gaia (ESA, 2014 – 2019) fast die gesamte Milchstraße
Entwicklung Vermessung Milchstraße
Astrometrische GenauigkeitGaia vermisst rund 1 Milliarde Sterne
Die Astrometrische Genauigkeit Gaia
10 µas
1 mas = 1 Milli-Bogensekunde; 1 µas = 1 Mikro-BogensekundeMilchstraße 300 Mrd. Sterne nur knapp 1% mit Gaia erfasst Grafik: Gaia/ESA
Erste Gaia-Karte Milchstraße 2016 Auch die Magellanschen Wolken, Andromeda und Kugelsternhaufen sind noch sichtbar
Unsere nächsten Nachbarn
Brauner Zwerg Braune Zwerge
Grafik: WikipediaDie nächsten Sternsysteme < 9 LJ
Die nächsten Sternsysteme < 16 LJ Grafik: marspages.eu
Nachbarsterne der Sonne < 20 LJ
Bestimmen Sie die mittlere Sterndichte [# pro pc³] 0,1/pc³
Das Universum Milchstraße heute
Die Milchstraße im Infraroten
100.00 Lichtjahre
Seitenansicht der Milchstraße: OGLE Bulge RR Lyrae Sterne (rote Punkte), planetarische Nebel (schwarze Punkte) und Kugelsternhaufen (blaue Punkte) in Galaktischen Koordinaten.
Wir leben in einer rotierenden Scheibe
Warum merken wir diese Rotation nicht?
Spiral-
Arme
Galaktisches
Zentrum
Sonne
8000 ParsecDie Rotationskurve der Milchstraße M(R
Dunkle Materie bestimmt die Rotation
Wir sind eingebettet in Dunklen Halo
Ausdehnung ~ 160 kpc, Masse ~ 1012 MS
Dunkler Halo
Exploration
ExoPlaneten
Milchstraße
160 kpcAktuelles Modell Milch- straße
Als Vergleich – Messier 81
Der Himmel über uns in 4 Mrd. Jahren Andromeda & Milchstraße verschmelzen
Der Himmel über uns in 6 Mrd. Jahren
Die Sonne stößt planetarische Nebel ab
und endet als Weißer ZwergSie können auch lesen
