2. Planung und Fragen
2.1 Das Problem
Unser Kosmos ist aus einem Netzwerk aus Dunkler Materie und Galaxienhaufen aufgebaut. Galaxien sind Ansammlungen von Milliarden von Sternen. Meistens bilden diese Sternsysteme große Gruppen, sog. Galaxienhaufen, in denen Tausende von Galaxien zusammenstehen.
Zwischen diesen Galaxienhaufen laufen die Netzwerkstrukturen, längs denen oft auch ganze Galaxien auf einen Galaxienhaufen zufliegen. Dort verschmelzen sie mit anderen Galaxien und bilden immer größere Sternsysteme
Auf diese Art stehen Galaxien untereinander in Kontakt. Sie sind keine einsamen Welteninseln, wie man früher dachte, sondern stark wechselwirkende Bestandteile des Kosmos. Wir merken davon wenig, denn der Zeitmaßstab in der Entwicklung von Galaxien liegt im Bereich von Milliarden von Jahren.
Das kosmische Netz aus Galaxien und Dunkler Materie (Simulation)
Wir wollen einmal ein aktuell erforschtes System näher kennenlernen.
Einer dieser Galaxienhaufen ist der Fornaxhaufen. Er heißt so, weil er im Sternbild Chemischer Ofen (Fornax) am Südhimmel steht. Er überdeckt am Himmel ein Gebiet, das 100 mal größer erscheint als der Vollmond.
Er enthält übert 600 Galaxien, von denen etwa 60 hell und leicht zu beobachten sind. Seine Entfernung liegt bei 40 Millionen Lichtjahren. In diesem geringen Abstand ist die Lichtlaufzeit von 40 Millionen Jahren auch gleich der Entfernung von 40 Millionen Lichtjahren.
(Das kann man bei Lichtlaufzeiten von 12 Milliarden Jahren nicht mehr sagen. Da ist der Abstand deutlich größer als 12 Milliarden Lichtjahre, da der Kosmos sich ausdehnt während das Licht unterwegs ist).
Das Bild des Fornaxhaufens ist mit den Teleskopen der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile aufgenommen:
Mit dem 4 m Teleskop auf Cerro Tololo (auch in Chile) wurde jetzt das Zentrum des Fornaxsystems näher untersucht.
Im Zentrum stehen zwei große elliptische Galaxien. Das sind weit entwickelte Sternsysteme mit wenig jungen Sternen und fast keinen Gas- und Staubwolken.
Sie leuchten gelblich-rötlich, da das die Farbe vieler älterer Sterne ist.
Unten links im Bild steht eine kleine unregelmäßig geformte Galaxie (NGC 1427A) mit vielen bläulich leuchtenden Bereichen. Diese bestehen aus jungen heißen Sternen.
Messungen haben gezeigt, dass NGC 1427A mit einer Geschwindigkeit von 2,2 Millionen km/h auf die beiden größeren Galaxien zufliegt, angetrieben durch die von diesen ausgehende Schwerkraft.
Auch die großen Galaxien fliegen aufeinander zu.
So wie ein Stein auf die Erde fällt, fällt NGC 1427 A in das Zentrum des Fornaxhaufens.
Aufgabe 1: Schätzt einmal ab, wie lange NGC 1427 A für den Flug in das Zentrum braucht.
Hilfe: Die obere der beiden elliptischen Galaxien hat ungefähr einen Durchmesser von 35 000 Lichtjahren (das erhält man aus der Größe am Himmel und der Entfernung).
Aufgabe 2: Bewertet das Ergebnis.Ihr habt sicherlich mit der Formel s = v*t gerechnet.
Dürft ihr die hier verwenden? Was begrenzt die Genauigkeit eurer Rechnung?
Wenn euch die Antwort schwer fällt: Lasst euch mal eine Bowlingkugel aus 5 cm Höhe und dann aus 1,5 m Höhe auf den Fuß fallen. Notiert euch die Antwort, möglichst bevor der Krankenwagen kommt....
Und nun kommt die eigentliche Aufgabe:
Stellt Fragen, deren Antworten euch helfen könnten, einen richtigen Rechenweg zu finden.
Wichtig: Wir wollen nur die Fragen haben, nicht die Antworten.
Gute Forscher/innen können Fragen entwickeln...
Könnt ihr somit sagen, was wir alles in den nächsten Posts besprechen müssen?
Im nächsten Post diskutieren wir über mögliche Fragen und legen die nächsten Schritte unseres Mechanikkurses fest.
In einer echten Klasse würdet ihr dann diese Fragen durch eigene Recherchen selbst beantworten. Hier führe ich euch durch die Antworten durch, aber ihr könnt es auch allein probieren.
Aber erst einmal: Fragen, Fragen, Fragen...
Zusatzmaterial:
Im Video findet ihr noch mehr Infos über das Fornaxsystem:
Und hier zoomt die Kamera in den Fornaxhaufen hinein. Am Anfang sieht man links das Band der Milchstraße, daneben die beiden Magellanschen Wolken (sie sind vergleichbar mit NGC 1427 A, nur fliegen sie in unsere Galaxis rein....).
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