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.
 

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 stellen wir im geschützten Downloadbereich auch eine Handreichung für Lehrkräfte mit weiteren ausführlichen Informationen zur Verfügung.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die Geometrie des inneren Ringes um SN 1987A verstehen (Projektion des kreisförmigen Rings als Ellipse an die Himmelssphäre) und dadurch ihr räumliches Vorstellungsvermögen schulen.
  • den Maßstab des Hubblebildes der Supernova definieren und den Winkeldurchmesser des Ringes und seine Neigung relativ zur Himmelsebene bestimmen.
  • eine Lichtkurve auswerten, 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.
  • aus dem Winkeldurchmesser und der Größe des Ringes die Entfernung von SN 1987A bestimmen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaDie Entfernung der Supernova SN 1987A
AutorenProf. Dr. Karl-Heinz Lotze, Dr. André Diesel
FachAstronomie, Astronomie AG
ZielgruppeSekundarstufe II
Zeitraumetwa 10 Stunden
Technische Voraussetzungenoptional: Computer mit Beamer, Quicktime- oder MPEG-Player zum Abspielen von Animationen zur Supernova

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.

Download

Arbeitsmaterialien

schueler_entfernung_der_supernova_sn1987a.pdf
 

Informationen für Lehrerinnen und Lehrer

Zusatzinformationen

Informationen zu den Autoren

Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze ist Leiter der Arbeitsgruppe Fachdidaktik der Physik und Astronomie an der Physikalisch-Astronomischen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Dr. André Diesel ist Diplom-Biologe und Fachredakteur für Naturwissenschaften im Projekt "Naturwissenschaften entdecken!".

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