Astronomie und Astrophysik

"...Wer als wirklich fast alles ber Astronomie wissen mchte, fr den ist dieses Buch gerade richtig. ... Auch fr Einsteiger stellt das Buch uerst wissenswerte Fakten rund um die Astronomie und den gesamten Kosmos bereit. ..." Radio ZuSa (29.08.2010) "... Ich kann dieses Buch nur jedem empfehlen, der beginnt, sich fr Astrophysik zu interessieren." Astronomie.de (09/2010) "... Das Buch vermittelt ein solides Grundwissen der modernen Astrophysik. Insbesondere Studenten der Astronomie und Physik kann dieses Buch sehr empfohlen werden. In deutscher Sprache werden sie nur schwer ein besseres finden!..." VDI-Nachrichten (19.04.2010) "Grundlagen und gegenwrtige Forschungskonzepte werden in diesem Grundkurs ber Astronomie und Astrophysik auf das Anregendste zusammengefhrt." Physikalischesoiree.at (2.11.09) "Dieses Buch eignet sich hervorragend als Ausgang fr die genauere Beschftigung mit diesem anspruchsvollen Thema. Wenn man also einen ersten Eindruck von der modernen Kosmologie gewinnen mchte und etwas Vorbildung besitzt, sollte man mit diesem Buch sehr zufrieden sein." Der Astrotreff (28.2.2010) Aus Rezensionen zu frheren Auflagen: "... Es ist elementar genug, um fr ambitionierte Oberstufenlehrer interessant zu sein, und gibt gleichzeitig einen anspruchsvollen berblick ber das gesamte Gebiet der modernen Astronomie (und Astrophysik) ... Das Niveau ist durchgehend gleich bleibend anspruchsvoll, die Darstellung aber immer gut nachvollziehbar; ... Die Darstellung des Stoffs ist kompetent und auf dem "neuesten Stand", ... Summa summarum ist den Autoren eine sehr erfreuliche Neuauflage gelungen - fr alle nichtprofessionellen Astronomen eine allererste Informationsquelle, und fr manchen angehenden Berufsastronomen sicher der Nullpunkt seines professionellen Koordinatensystems." wissenschaft-online "Die Autoren verstehen es durchweg, das Zusammenspiel von Grundlagen und aktueller Forschung interessant und didaktisch gut zu gestalten. Optisch hervorzuheben ist eine neu eingefhrte 16-seitige Farbtafel, ein Querschnitt durch die Highlights der Astronomiebilder der letzten Jahre." Altmark Zeitung "Das Lehrbuch vermittelt solides Grundwissen der modernen Astrophysik und kann Studierenden der Astronomie im Haupt- und Nebenfach empfohlen werden." ekz-Informationsdienst "Sowohl fr das Grundstudium als auch fr Lehrer und interessierte Hobbyastronomen mit mathematischen Grundkenntnissen geeignet, bietet das Buch die Mglichkeit, die Grundlagen der Astronomie und Astrophysik zu erarbeiten sowie sich ber Forschung an vorderster Front zu informieren. Des Weiteren kann das Buch Sternwarten, Planetarien und in fortgeschrittenen Semestern als Nachschlagewerk empfohlen werden." Astronomie + Raumfahrt im Unterricht "Das Niveau ist durchgehend gleich bleibend anspruchsvoll, die Darstellung aber immer gut nachvollziehbar;...Die Darstellung des Stoffs ist kompetent und auf dem 'neuesten Stand'.... Summa summarum ist den Autoren eine sehr erfreuliche Neuauflage gelungen - fr alle nichtprofessionellen Astronomen eine allererste Informationsquelle, und fr manchen angehenden Berufsastronomen sicher der Nullpunkt seines professionellen Koordinatensystems." Sterne und Weltraum "Fr mich ein gelungenes Fachbuch zur Vertiefung astronomischer Kenntnisse und fr jeden, der sich mehr als nur der einfachen Theorie widmen will, eine gelungene bersicht aus allen Bereichen der Astrophysik, welches bemht ist, auf dem aktuellsten Stand zu sein. Zusammengefasst: Ein Buch, welches jede Sternwartenbibliothek bereichert." Antares

Lutz Wisotzki promovierte 1991 an der Universitt Hamburg im Fach Astrophysik. Bis 1999 war er wissenschaftlicher Assistent an der Hamburger Sternwarte und danach bis 2002 Oberassistent an der Universitt Potsdam. Seit 2002 leitet er die Forschungsabteilung Galaxien & Quasare des Astrophysikalischen Instituts Potsdam und lehrt Astrophysik an der Universitt Potsdam. Er war Gastwissenschaftler an der Europischen Sdsternwarte, am Royal Observatory Edinburgh und am Massachusetts Institute of Technology. Seine Forschungsinteressen gelten Galaxien und Quasaren, dem intergalaktischen Medium und dem Gravitationslinseneffekt. Alfred Weigert (1927-1992) Heinrich J. Wendker (1938-2008)

Vorwort zur Fnften Auflage xv Aus dem Vorwort zur Ersten Auflage xvii 1 Bewegung von Himmelskrpern 1 1.1 Gravitation 1 1.2 Das Zweikrperproblem 2 1.2.1 Keplersche Gesetze 2 1.2.2 Bahnbestimmung 6 1.2.3 Kreisbahnen 7 1.2.4 Entweichgeschwindigkeit 7 1.2.5 Gezeitenkrfte 8 1.3 Mehr- und Vielteilchensysteme 9 1.3.1 Reduziertes Dreikrperproblem 9 1.3.2 Strungsrechung 11 1.3.3 Energieerhaltung und Virialsatz 12 1.4 Zur allgemeinen Relativittstheorie 14 1.4.1 Grundzge 14 1.4.2 Starke Gravitationsfelder 16 1.5 Koordinatensysteme 17 1.5.1 Das Horizontsystem 18 1.5.2 quatorialsysteme 18 1.5.3 Das Ekliptikalsystem 21 1.5.4 Das Galaktische System 21 1.5.5 Przession und Nutation 22 1.5.6 Koordinaten-nderung durch Przession 24 1.6 Astronomie und Zeit 25 1.6.1 Die Sternzeit 25 1.6.2 Die wahre Sonnenzeit 25 1.6.3 Die mittlere Sonnenzeit 26 1.6.4 Ortszeit Zonenzeit Weltzeit 28 1.6.5 Das Jahr 28 1.6.6 Przisionszeitmessungen 30 1.7 Sternrter 31 1.7.1 Sternbilder und Bezeichnungen von Sternen 31 1.7.2 Die Messung von Sternrtern 31 1.7.3 Die Aberration des Lichts 33 1.8 Die Parallaxe 34 1.9 bungsaufgaben zu Kapitel 1 36 2 Strahlung 39 2.1 Das elektromagnetische Spektrum 39 2.2 Astrophysikalische Messgren 40 2.2.1 Intensitt und Strahlungsstrom 41 2.2.2 Die astronomische Magnitudenskala 42 2.2.3 Helligkeitssysteme 44 2.2.4 Farben 46 2.2.5 Weitere Messgren 47 2.3 Elementare Strahlungsprozesse 48 2.3.1 Emission und Absorption 48 2.3.2 Hohlraumstrahlung 50 2.3.3 Spektrallinien 53 2.3.4 Synchrotronstrahlung 54 2.4 Kosmische Teilchen und Gravitationswellen 55 2.4.1 Kosmische Strahlung und Teilchenstrme 56 2.4.2 Neutrinos 57 2.4.3 Gravitationswellen 57 2.5 Ausbreitung von Strahlung 58 2.5.1 Absorption in Materie 58 2.5.2 Strahlungstransport 59 2.5.3 Dopplereffekt 61 2.6 Auswirkungen der Erdatmosphre 61 2.6.1 Atmosphrische Transmission 62 2.6.2 Refraktion 63 2.6.3 Streuung 64 2.6.4 Szintillation und Seeing 65 2.7 bungsaufgaben zu Kapitel 2 66 3 Astronomische Instrumente 69 3.1 Teleskope 69 3.1.1 Grundlagen 69 3.1.2 Beugung 73 3.1.3 Abbildungsfehler 74 3.1.4 Auflsungsvermgen 75 3.1.5 Astronomische Teleskope 77 3.1.6 Spezielle Teleskoptypen 79 3.2 Detektoren 80 3.3 Beobachtungstechniken 83 3.3.1 Photometrie 83 3.3.2 Spektroskopie 85 3.3.3 Adaptive Optik 88 3.3.4 Interferometrie 90 3.3.5 Elektronische Bildverarbeitung 93 3.4 Observatorien 94 3.4.1 Bodengebundene Sternwarten 94 3.4.2 Radioobservatorien 96 3.4.3 Observatorien im Weltraum 97 3.5 bungsaufgaben zu Kapitel 3 99 4 Das Sonnensystem 101 4.1 Mitglieder und Dimensionen des Systems 101 4.2 Bahnbewegungen 103 4.2.1 Bahnen der Planeten 103 4.2.2 Die Erdbahn 105 4.2.3 Bahnen knstlicher Satelliten und Raumfahrzeuge 106 4.3 Das System Erde-Mond 108 4.3.1 Bewegung um die Erde 108 4.3.2 Bewegung um die Sonne 110 4.3.3 Rotation des Mondes 111 4.3.4 Finsternisse 111 4.4 Physik der Planeten 113 4.4.1 Energiebilanz und Oberflchentemperaturen 114 4.4.2 Stabilitt und Zusammensetzung der Atmosphren 118 4.4.3 Gesamtaufbau 118 4.4.4 Auswirkung von Rotation 121 4.4.5 Oberflchenformen terrestrischer Planeten 123 4.5 Monde 125 4.5.1 Stabilitt im Gezeitenfeld 125 4.5.2 Eigenschaften von Monden im Sonnensystem 127 4.6 Kleine Krper im Sonnensystem 128 4.6.1 Zwergplaneten und Plutoiden 128 4.6.2 Asteroiden 129 4.6.3 Trans-Neptun-Objekte 130 4.6.4 Kometen 130 4.7 Zur Entstehung des Sonnensystems 133 4.8 bungsaufgaben zu Kapitel 4 135 5 Charakteristische Beobachtungsgren von Sternen 137 5.1 Strahlungsleistung 137 5.1.1 Leuchtkraft 137 5.1.2 Absolute Helligkeit 138 5.1.3 Flchenhelligkeit und Effektivtemperatur 139 5.2 Radius, Masse und hieraus abgeleitete Gren 140 5.2.1 Sternradius 140 5.2.2 Sternmasse 142