MATERIALRECHERCHE - SUCHERGEBNISSE
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mehrfach transitierende Planetensysteme
© NASA
Die Suche nach Exoplaneten ist ein wichtiger Forschungsaspekt bei der Frage, ob und – wenn ja – in welchem Umfang es außerirdisches Leben im Weltall gibt. Ist der Anteil an Sternen mit erdähnlichen Planeten groß, so steigt der Chancenumfang, darunter auch bewohnte Welten zu finden. In diesem Beitrag wird aus Originaldaten des Spitzer Space Telescope eine Untersuchung an einem Sternfeld durchgeführt. Mithilfe der Transitmethode soll die Existenz von Planeten bei anderen Sternen (Exoplaneten) nachgewiesen werden. Dazu werden die Daten mithilfe der Software SalsaJ analysiert. Ein weiteres Ziel ist die Bestimmung des Radius des nachgewiesenen Exoplaneten und – mit Kenntnis seiner Masse – die daraus resultierende Klassifizierung des Planetentyps.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, Physik
Thema: Mechanik, Planeten, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Exoplaneten, Transitmethode, Detektion von Exoplaneten, Originaldaten des Weltraumteleskops Spitzer, Radiusbestimmung von Exoplaneten, Klassifikation von Exoplaneten, Radiusbestimmung, Dichtebestimmung, Tabellenkalkulation, Bilddatenanalyse, Software SalsaJ, Interpretation von Bilddaten, Rechenoperationen mit Tabellenkalkulation Praktikumsaufgabe, Projektarbeit
Bildausschnitt aus einer Weitwinkelaufnahme des nördlichen Sternhimmels mit den Sternfiguren des Großen Wagens und des Kleinen Wagens(Bestandteile der Stern- bilder ‚Große Bärin‘ und ‚Kleine Bärin‘)
© Olaf Fischer / HdA.
Am 21. 9. 1983, also vor knapp 40 Jahren, kam das erste kommerzielle Handy, das Motorola DynaTAC 8000x in den Handel. Seitdem ist eine „Revolution“ der Handytechnik im Gange. So kam 1999 das Toshiba Camesse auf den japanischen Markt, das weltweit erste Handy mit integrierter Digitalkamera. Mit jeder neuen Produktgeneration haben sich seither die fotografischen Möglichkeiten verbessert und erweitert. Mittlerweile ermöglichen viele Handykameras auch die Fotografie des Sternhimmels. Da man durchaus behaupten kann, dass Schüler zu den Hauptnutzern von Handys gehören, ist es naheliegend, diese gern genutzte Technik auch für Lernzwecke einzusetzen. Im vorliegenden WIS-Beitrag werden einige Möglichkeiten vorgestellt, die Handykamera als Lern- und Forschungswerkzeug zu nutzen. Nach einem Schnelleinstieg zu Grundlagenkenntnissen der Astrofotografie mit einer Handykamera sollen einige Anwendungsfelder vorgestellt werden. Es beginnt mit einer fotografischen Erkundung des Sternhimmels (Sternbilder und darin befindliche Objekte), setzt sich fort über den Blick auf den mittels Fotografie erzielbaren Reichweitengewinn und die bildhafte Dokumentation der zeitlichen Änderung des Sternhimmels (Stichwort Himmelsuhr) und des Laufes der sogenannten Wandelsterne vor den Fixsternen und endet bei der Verfolgung des Lichtwechsels von veränderlichen Sternen.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik, Physik
Thema: Planeten, Positionsastronomie, Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen, Astropraxis
Stichwort: Astrofotografie, Reichweitengewinn, Sternbilder, Sonnentag und Sterntag, Himmelsuhr, scheinbare Bahn eines Planeten, Grenzgröße, Polsequenz, veränderliche Sterne, Algol, Beta Persei, Brennweite, Rauschen Trigonometrie und Bildwinkel, Pythagoras und Pixelabstand Handy, Fotografie, Blende, Äquivalentbrennweite, ISO, Schüler nutzen Handykamera zur Astrofotografie, Gruppenaufgabe, großräumige Zusammenarbeit von Schulen in ganz Deutschland
Kraterlandschaft im Mare Nubium
© NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University.
Die Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA startete am 18. 06. 2009 ins All und ist immer noch aktiv. Ziel der Sonde, die in einer recht niedrigen Umlaufbahn von ca. 50 km um den Erdmond umläuft, ist es, den Mond genau zu kartographieren. Ein besonderes Augenmerk galt und gilt dabei den Landeplätzen russischer und US-amerikanischer Mondmissionen. Der Wissenschaftler Tyler Horvarth und sein Team haben bei der Auswertung dieser Daten an der University of California in Los Angeles nun Hinweise auf mögliche, in Äquatornähe befindliche Mondhöhlen gefunden, in denen eine konstante Temperatur von 17 °C herrschen könnte. Mit dieser ausgeglichenen und vergleichsweise angenehmen Temperatur würden sich diese Mondhöhlen deutlich von den ansonsten eher extremen Bedingungen von bis zu -170 °C in der Mondnacht und bis zu +130 °C am Mondtag unterscheiden. Für eine eventuelle bemannte Mondbasis wären diese Mondhöhlen somit gut geeignet, zumal sie auch vor Meteoriteneinschlägen Schutz böten und es in Äquatornähe Gruben gibt, die so tief sind, dass sie nie von der Sonne beschienen werden: Gefrorenes Eis könnte an diesen Stellen somit für Trinkwasser sorgen. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit dieser Thematik. Zunächst einmal wird in einem Lückentext darauf eingegangen, woher durch die gebundene Rotation des Mondes die erwähnten extremen Bedingungen auf dem Mond überhaupt kommen. Ein Mondlandungsquiz festigt und vertieft dann das Wissen der Schülerinnen und Schüler über die Mondlandungen der 1960er- und 70er-Jahre, bevor ein Fragebogen einen Blick auf das aktuelle Mondprogramm der NASA – das Artemis-Programm – wirft. Den Abschluss bildet ein Blick in einen Roman aus dem frühen 20. Jahrhundert: „Die ersten Menschen auf dem Mond“ von H.G. Wells. Auch hier findet sich bereits die Idee von – im Roman bewohnten! – Mondhöhlen, die sich die Schülerinnen und Schüler anhand von zwei ausgewählten Textstellen erarbeiten können.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Physik, Sprache
Thema: Kleinkörper, Mechanik, Raumfahrt, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Apollo-Programm, Artemis-Programm, Mond, Mondhöhlen, Gebundene Rotation, Roman der englischen Literatur, Erzählperspektiven, Recherchearbeit, Textverständnis Partnerarbeit (z. B. beim Quiz), Stillarbeit Arbeitsblätter, Lückentext, Quiz, Fragebogen zur Recherche
Elektra
© VSO Very Large Telescope SPHERE/ZIMPOL team
Ein Projekttag zu einem ungewöhnlichen Himmelskörper und einer noch ungewöhnlicheren antiken Gestalt
Der Hauptgürtel-Asteroid Elektra ist mit seinen drei Monden das einzig bislang bekannte Asteroiden-Vierfachsystem. Anders als ihr Mutterkörper tragen die Monde aber keine Namen. Das soll sich im Rahmen des im vorliegenden WIS-Beitrag vorgeschlagenen Projektages für SuS der Sek I ändern. Die SuS setzen sich intensiv sowohl mit dem Asteroiden und seinen Monden als auch mit dem schillernden antiken Mythos um die zum Muttermord anstiftende Elektra auseinander. Hauptanliegen des Projekttages ist, im Rahmen einer sogenannten „Familienaufstellung“ die Bezie-hungen der im Mythos agierenden Personen zueinander zu analysieren und dann zu überlegen, wel-cher Mond hinsichtlich seiner astronomischen Eigenschaften in einer ähnlichen Beziehung zum Asteroiden Elektra steht wie eine bestimmte Person des Mythos zur Gestalt der Elektra. Dazu ist es nötig, astronomische Parameter als Beziehungsvariablen zu nutzen; ein ungewöhnliches aber span-nendes Verfahren. Am Ende des Projekttages erhält dann jeder Mond einen für ihn passenden Namen aus dem Mythos und die SuS verfassen einen Antrag auf entsprechende Benennung bei der dafür zuständigen Behör-de der IAU.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Astronomie
Thema: Kleinkörper, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Asteroid Elektra, Monde von Elektra, Benennung von Himmelskörpern durch die IAU, griechische Mythologie, Theater, szenisches Spiel Elektra-Komplex, Antike, gleich nach dem Trojanischen Krieg, S beschreiben Asteroiden (Körper und Umlaufbahn), S erstellen Maßstabsmodell, S stellen Beziehung zwischen Kleinkörpersystem und Mythos her und können so Ideen zur Namensgebung nachvollziehen, Projektarbeit, Idee für einen Projekttag
Wandel der Jahreszeiten am Beispiel einer Eiche im Felderbachtal bei Velbert-Nierenhof; oben links: Winter, oben rechts Frühling, unten links: Sommer, unten rechts: Herbst
© ©: J.hagelüken - Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0
Leider trifft man nach wie vor auf falsche Vorstellungen, wenn es um die Frage geht, wie die Jahreszeiten auf der Erde entstehen. Andererseits kennt man mittlerweile Himmelskörper, bei denen genau solche in Bezug auf die Erde völlig falschen Konzepte tatsächlich Jahreszeiten hervorbringen. Im WIS-Beitrag wird dargestellt, welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit Jahreszeiten auf Planeten entstehen können. Desweiteren werden Objekte im und außerhalb des Sonnensystems vorgestellt, die Jahreszeiten aufweisen.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften
Thema: Planeten, Positionsastronomie, Kompetenzen
Stichwort: Jahreszeiten, Erdumlaufbahn, Neigung der Rotationsachse, Perihel, Aphel, Erde, Mars, Saturn, Uranus, Neptun, extrasolare Planeten, Jahreszeiten, Neigung der Rotationsachse der Erde, Ideen kritisch hinterfragen, Aussagen überprüfen und beurteilen, Fehlvorstellungen kennen
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