Am 23. Februar 1987 leuchtete in einer der Milchstraße benachbarten Zwerggalaxie eine Supernova auf - nach 400 Jahren war dies die erste mit bloßem Auge sichtbare Supernova und daher ein spannendes Ereignis für die Astronomie. Mehr als drei Jahre nach der Explosion des Sterns nahm das 1990 gestartete Hubble-Weltraumteleskop die Überreste der Supernova ins Visier und lieferte Bilder von Ringstrukturen, deren Entstehung noch heute zum Teil rätselhaft ist. Die Vermessung des inneren Rings mithilfe der Hubble-Bilder und die Analyse einer Lichtkurve des Rings ermöglichen mit Kenntnissen der ebenen Trigonometrie die Berechnung der Entfernung von SN 1987A. Neben den Arbeitsmaterialien und Aufgabenstellungen für die Schülerinnen und Schüler steht im Downloadbereich auch eine Handreichung für Lehrkräfte mit weiteren ausführlichen Informationen zur Verfügung.
Die Entfernung der Supernova SN 1987A
Auf der Grundlage von Bildern, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop gewonnen wurden, bestimmen Schülerinnen und Schüler die Entfernung zur Supernova SN 1987A in der Großen Magellanschen Wolke.
- Physik / Astronomie
- Sekundarstufe II
- etwa 10 Unterrichtsstunden
- Primärmaterial, Arbeitsblatt, Lernkontrolle, Projekt
- 2 Arbeitsmaterialien
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Didaktisch-methodischer Kommentar
Die Unterrichtseinheit zur Supernova SN 1987A in der Große Magellanschen Wolke schafft die Grundlage für ein zweites Projekt zur Entfernungsbestimmung: Die Große Magellansche Wolke enthält nämlich viele veränderliche Sterne vom Typ Delta Cephei, deren Entfernung mithilfe der Supernova SN 1987A geeicht werden kann. Auf der Basis dieser Eichung erfolgt dann in der Unterrichtseinheit Die Entfernung der Galaxie M100 eine Entfernungsbestimmung mit einer weiteren Methode: dem Vergleich scheinbarer und absoluter Helligkeiten bei Delta-Cephei-Sternen.
- Die kosmische Entfernungsskala
Methoden der Entfernungsbestimmung: Schülerinnen und Schüler erklimmen zwei Stufen der kosmischen Entfernungsleiter. - Warum explodieren Sterne?
Obwohl die Details für die Entfernungsbestimmung nicht von Bedeutung sind, soll kurz dargestellt werden, wie Supernovae entstehen. - Informationen und Materialien zur Entfernungsberechnung
Die Bestimmung der Entfernung der Supernova SN 1987A beruht auf einfachen geometrischen Überlegungen.
Unterrichtsmaterial "Entfernung der Supernova SN 1987A" zum Download
- entfernung-supernova-sn-1987a-schuelermaterial.pdf
Arbeitsmaterialien für Schülerinnen und Schüler: Allgemeine Informationen zu Supernova, Grafiken, Daten und Aufgabenstellungen
VorschauIm Classroom-Manager speichern - entfernung-supernova-sn-1987a-lehrerhandreichung.pdf
Hier finden Sie die entsprechende Lehrerhandreichung zur Einheit "Die Entfernung der Supernova SN 1987A".
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Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- verstehen die Geometrie des inneren Ringes um SN 1987A (Projektion des kreisförmigen Rings als Ellipse an die Himmelssphäre) und schulen dadurch ihr räumliches Vorstellungsvermögen.
- definieren den Maßstab des Hubblebildes der Supernova und bestimmen den Winkeldurchmesser des Ringes und seine Neigung relativ zur Himmelsebene.
- werten eine Lichtkurve aus, die zeigt, wie das von verschiedenen Teilen des Rings ausgesendete Licht die Erde zu verschiedenen Zeitpunkten erreicht, um die physikalischen Dimensionen des Ringes zu bestimmen.
- bestimmen aus dem Winkeldurchmesser und der Größe des Ringes die Entfernung von SN 1987A.
Externe Links
- chandra.harvard.edu
Informationen, Bilder und Animationen auf der Website des Chandra X-Ray Observatory.
- commons.wikimedia.org
Die Animation zeigt das für den Beobachter allmähliche Aufleuchten des Gasrings.
- hubblesite.org
Unsichtbare Kollisionen um SN 1987A: Hubble Reveals Invisible High-Speed Collision around Supernova 1987A
- hubblesite.org
Woraus besteht der Ring um SN 1987A? Hubble Chemically Analyzes the Ring around Supernova 1987A
Literaturverzeichnis
Boßle, M., Wörmke, St. (1995): Entfernungsbestimmung im Weltraum, Deutsche Schülerakademie: Dokumentation Spetzgart. Bad Godesberg, Seite 58-63.
Fosbury, R. (1994): HSTX - Practical exercises in astronomy using observations made with the Hubble Space Telescope, Project 1: The Distance to SN 1987A Space Telescope European Coordinating Facility, Garching.
Gould, A. (1994): The Ring Around Supernova 1987A Revisited: I. Ellipticity of the Ring, Astrophysical Journal 425 (1994), Seite 51-56.
Panagia, N., Gilmozzi, R., Macchetto, F. und andere (1991): Properties of the SN 1987A Circumstellar Ring and the Distance of the Large Magellanic Cloud, Astrophysical Journal 380 (1991), Seite 23-26.
