Aufgaben: Kosmische Objekte und Entfernungsbestimmung

Ordne die folgenden Objekte nach aufsteigender Größe: Erde, Sonne, Milchstraße, Mond, Jupiter.

Erkläre, was ein Komet ist, und nenne seinen typischen Aufbau (Kern, Koma, Schweif).

Ein Lichtjahr ist eine Längeneinheit.

1. a) Erkläre, was ein Lichtjahr bedeutet.
2. b) Berechne, wie weit Licht in einer Sekunde kommt, wenn $c = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}$ gilt, und gib das Ergebnis in km an.

Licht der Sonne braucht bis zur Erde etwa $8{,}3\,\text{min}$. Berechne mit $c = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}$ die Entfernung Sonne–Erde in km.

Halte den Daumen mit gestrecktem Arm vor dein Gesicht und betrachte ihn abwechselnd mit dem linken und dem rechten Auge.

1. a) Beschreibe, was du beobachtest, und erkläre, wie diese Beobachtung die Parallaxe veranschaulicht.
2. b) Was ändert sich, wenn du den Arm anwinkelst?
3. c) Erkläre, wie Astronomen mit demselben Prinzip die Entfernung naher Sterne bestimmen.

Beschreibe die Begriffe Planet, Stern, Galaxie, Komet und Schwarzes Loch jeweils in einem kurzen Satz und gib an, welche davon selbst leuchten. Begründe deine Entscheidung kurz.

Ein Schwarzes Loch kann nicht direkt gesehen werden.

1. a) Erkläre, warum von einem Schwarzen Loch kein Licht entkommt.
2. b) Beschreibe, woran Astronomen ein Schwarzes Loch trotzdem erkennen können.
3. c) Beurteile die Aussage „Ein Schwarzes Loch saugt alles in seiner Umgebung an“.

Der Stern Proxima Centauri ist etwa $4{,}2$ Lichtjahre entfernt. Ein Lichtjahr beträgt etwa $9{,}46 \cdot 10^{12}\,\text{km}$.

1. a) Berechne die Entfernung in km.
2. b) Eine Raumsonde fliegt mit $50\,\text{km/s}$. Berechne die Reisezeit in Jahren (ein Jahr $\approx 3{,}15 \cdot 10^7\,\text{s}$).
3. c) Erkläre, warum man Entfernungen im Weltall nicht mit einem Maßband bestimmen kann und warum die Parallaxe nur für nahe Sterne taugt.

Das Licht einer fernen Galaxie hat ihr Ziel nach $2{,}5$ Millionen Jahren erreicht.

1. a) Erkläre, was man meint, wenn man sagt, „wir sehen die Galaxie, wie sie vor 2,5 Millionen Jahren war“.
2. b) Erkläre, warum Teleskope in die Vergangenheit schauen.
3. c) Vergleiche kurz Komet, Stern und Galaxie bezüglich Größe, Aufbau und Lichtquelle.