CCD-Fotometrie an offenen galaktischen Sternhaufen

Im Rahmen des Seminarfachs Astrophysik wurde am Kopernikus-Gymnasium in Wissen (Sieg) das CCD-Fotometrie-Projekt "Farben-Helligkeits-Diagramme (FHDs) offener Sternhaufen" durchgeführt. Ziele des Projekts waren die möglichst eigenständige Gewinnung und Auswertung der FHDs von acht galaktischen offenen Sternhaufen. Die von Fabian Bieler für diesen Zweck entwickelte Software WinStarFinder extrahiert aus CCD-Bildern von Sternhaufen  in den Farbfilterbereichen B (blau) und V (visuell/grün), die in der Schulsternwarte gewonnen wurden, die zur Konstruktion der FHDs notwendigen Daten. Aus den FHDs ergaben sich dann Alter und Entfernung der Sternhaufen. Die zum Nachvollziehen des Projekts erforderlichen CCD-Bilder, die Auswertesoftware WinStarFinder und eine ausführliche Anleitung werden hier zur Verfügung gestellt.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

• die Bedeutung von Farben-Helligkeits-Diagrammen zur Erforschung und Beschreibung der Sternentwicklung erfahren.
• das für die astrophysikalische Forschung bedeutsame Verfahren der Mehrfarben-CCD-Fotometrie kennen lernen und praktizieren.
• die in CCD-Bildern enthaltenen Informationen mit geeigneter Software extrahieren.
• erfahren, wie Licht auf dem Weg durch die Galaxis seine Eigenschaften ändert (Extinktion, Rötung).
• aus Farben-Helligkeits-Diagrammen von Sternhaufen Alter und Entfernung der Sternhaufen ermitteln.
• verstehen, warum die Messwerte "Alter" und "Entfernung" mit zum Teil erheblichen Fehlern behaftet sind.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

Download

Didaktisch-methodischer Kommentar

Das Projekt vermittelt fundierte Einblicke in grundlegende Techniken zur Gewinnung und Auswertung astronomischer und physikalischer Daten. Insbesondere wird die überragende Bedeutung des Farben-Helligkeits-Diagramms (FHD) beziehungsweise des Hertzsprung-Russell-Diagramms (HRD) für Erforschung und Beschreibung der Sternentwicklung erfahrbar gemacht. Je nach Interessenlage, Fähigkeiten und Fertigkeiten, können sich die beteiligten Schülerinnen und Schüler mit unterschiedlicher Intensität in ein oder mehrere Teile des Projekts einbringen. Sie erhalten damit die Möglichkeit, wahldifferenziert und weitgehend lehrerunabhängig zu arbeiten.

• Fachliche Voraussetzungen
  Helligkeiten der Sterne in verschiedenen sichtbaren Spektralbereichen
• Hinweise zur Technik
  Auswahl der untersuchten Sternhaufen und Hinweise zur technischen Ausrüstung
• Konstruktion der Farben-Helligkeits-Diagramme
  Informationen zur Software WinStarFinder und zur Korrektur der FHDs
• Auswertung der Farben-Helligkeits-Diagramme
  Exemplarische Auswertung der FHDs für NGC 1960

• Vergleiche einiger FHDs und Fehlerdiskussion
  Ergebnisbeispiele und Faktoren, die die Genauigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen

Internetadressen

• Projekt FHD: Farben-Helligkeits-Diagramme
  Ausführliche Beschreibung des CCD-Fotometrie-Projekts der Astro-AG des Kopernikus-Gymnasiums Wissen auf der Website der Sternwarte Betzdorf
• "WEBDA Database of Open Clusters" von Jean-Claude Mermilliod und Ernst Paunzen
  Hier finden Die die zum Kalibrieren der Apparatur unter WinStarFinder notwendigen Daten von Vergleichssternen.
• Von der Geburt bis zum Tod der Sterne
  Ein Artikel von Klaas S. de Boer auf der Website des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn
• Das Hertzsprung-Russell-Diagramm und das Maß der Sterne
  Artikel von Klaas S. de Boer auf der Website des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn, veröffentlicht in Astronomie + Raumfahrt 38 (6/2001)

Zusatzinformationen

• Literatur und Links
  Literaturhinweise und Internetadressen zur CCD-Fotometrie an offenen galaktischen Sternhaufen

Informationen zum Autor

Peter Stinner ist Lehrer für Physik und Mathematik am Kopernikus-Gymnasium in Wissen (Rheinland-Pfalz). Mit der Wissener Astronomie-AG betreibt er die Sternwarte der Geschwister-Scholl-Realschule in Betzdorf.

• Mehr Infos im Autorenverzeichnis
  Hier können Sie Kontakt mit Herrn Stinner aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit allen Lehrer-Online-Beiträgen des Autors.

Kommentare zu dieser Unterrichtseinheit

Um diese Funktion nutzen zu können, müssen Sie sich einloggen.Hilfe