{"id":17876,"date":"2009-02-25T16:52:52","date_gmt":"2009-02-25T15:52:52","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2009\/02\/25\/astronomie-in-der-schule-wie-weit-ist-die-andromedagalaxie-entfernt\/"},"modified":"2025-05-14T15:59:49","modified_gmt":"2025-05-14T13:59:49","slug":"astronomie-in-der-schule-wie-weit-ist-die-andromedagalaxie-entfernt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2009\/02\/25\/astronomie-in-der-schule-wie-weit-ist-die-andromedagalaxie-entfernt\/","title":{"rendered":"Astronomie in der Schule: Wie weit ist die Andromedagalaxie entfernt"},"content":{"rendered":"<p>Gerade erst wurde bei Ludmila dar\u00fcber diskutiert, ob die <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/planeten\/2009\/02\/vorsicht-wissenschaftler-im-schreibmodus.php\">Begutachtungsmethoden wissenschaftlicher Artikel<\/a> ge\u00e4ndert werden und vielleicht direkt durch die Leser durchgef\u00fchrt werden sollten.<\/p>\n<p>Und da dachte ich mir, ich probiere das hier gleich mal aus und lasse meine Leserinnen und Leser eine meiner Arbeiten begutachten. Es handelt sich allerdings nicht um eine wissenschaftliche Arbeit, sondern um eines der Projekte, die ich im Rahmen meiner T\u00e4tigkeit f\u00fcr das <a href=\"https:\/\/www.euro-vo.org\/pub\/\">europ\u00e4ische virtuelle Observatorium EURO-VO<\/a> durchf\u00fchre. Wie ich schon <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/12\/eurovo-das-europaische-virtuelle-observatorium.php\">mal beschrieben habe<\/a>, geht es dabei darum, astronomische Daten f\u00fcr Forscher und \u00d6ffentlichkeit zug\u00e4nglich zu machen. Ich m\u00f6chte nun probieren, Lehrer davon zu \u00fcberzeugen, dass es durchaus sinnvoll und lehrreich sein kann, die astronomischen Daten aus den virtuellen Observatorien direkt im Schulunterricht einzusetzen. Dabei lassen sich einerseits grundlegende physikalisch-astronomische Konzepte vermitteln und andererseits lernen die Sch\u00fcler den Umgang mit echten wissenschaftlichen Daten.<\/p>\n<p>Ich bastel nun gerade also an verschiedenen Projekten, bei denen man die Daten und Methoden der virtuellen Observatorien einsetzen kann. Eines davon ist mehr oder fertig, und das will ich hier jetzt pr\u00e4sentieren: Wie kann man die in den Datenbanken vorhandenen astronomischen Aufnahmen und Messungen benutzen, um die Entfernung zur Andromedagalaxie zu bestimmen?<\/p>\n<p>Vielleicht hat ja jemand Lust, und m\u00f6chte das mal selbst ausprobieren? Das Projekt sollte eigentlich so aufgebaut sein, dass man es ohne Erfahrungen in Sachen virtueller Observatorien bearbeiten kann. Ansonsten w\u00fcrde ich mich auch \u00fcber alle anderen Anregungen oder Verbesserungsvorschl\u00e4ge freuen (Das ganze Projekt kann man auch als pdf-Datei hier runterladen: <a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-fb8ccce48f2a5a47e373fbe144f733d9-Projekt M31.pdf\">Projekt M31.pdf<\/a>)<\/p>\n<hr>\n<p><\/p>\n<div align=\"center\"><font style=\"font-size: 1.95312em;\">Wie<br \/>\nweit ist die Andromeda-Galaxie entfernt?<\/font><\/div>\n<div align=\"center\"><font style=\"font-size: 1.25em;\">Ein Beispiel f\u00fcr die Benutzung virtueller Observatorien<\/font><\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5797\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-3d21a7173fdc2d181f9099adff73699c-m31.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-3d21a7173fdc2d181f9099adff73699c-m31.jpg','popup','width=591,height=545,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-6d7ecbd2bd2c6cb02c0bd5d3b6713b32-m31-thumb-500x461-1.jpg\" alt=\"i-6d7ecbd2bd2c6cb02c0bd5d3b6713b32-m31-thumb-500x461.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p><\/div>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>1) \u00dcberblick zur Entfernungsbestimmung<\/b><\/font><\/p>\n<p>Die Entfernung zu anderen Himmelsk\u00f6rpern zu bestimmen, ist keine leichte Aufgabe. Bei sehr nahen Objekten wie dem Mond oder einigen Planeten ist es noch relativ einfach. Dorthin kann man Radarsignale senden und messen, wie lange es dauert, bis sie vom Planeten abprallen und wieder zur\u00fcck zur Erde reflektiert werden. Aus dieser Zeit kann man dann leicht den Abstand berechnen. Auch bei nahen Sternen l\u00e4sst sich der Abstand mittlerweile recht gut bestimmen: Dazu benutzt man die Parallaxenmethoden. Da sich die Erde im Laufe eines Jahres einmal um die Sonne bewegt, befindet sie sich zu verschiedenen Zeiten im Jahr an verschiedenen Stellen ihrer Umlaufbahn. Wird nun von der Erde aus ein naher Stern beobachtet, dann scheint er sich, je nach Position der Erde, an einem geringf\u00fcgig anderen Ort am Himmel zu befinden (Den gleichen Effekt erh\u00e4lt man, wenn man den Daumen der ausgestreckten Hand mal mit dem einem, mal mit dem anderen Auge ansieht. Der Daumen scheint vor dem Hintergrund hin und her zu springen). Aus dieser Positionsverschiebung l\u00e4sst sich mit ein wenig Trigonometrie leicht die Entfernung des Sterns bestimmen.<\/p>\n<p>Doch bei fernen Objekten wird die Entfernungsbestimmung ungleich schwieriger. Wir k\u00f6nnen ja von der Erde aus nur die scheinbare Helligkeit der Sterne bestimmen &#8211; wie hell sie wirklich sind, l\u00e4sst sich auf den ersten Blick nicht sehen. Ein kleiner, eigentlich schwach leuchtender Stern der sich in der N\u00e4he der Erde befindet kann f\u00fcr uns am Himmel genauso aussehen wie ein gro\u00dfer, stark leuchtender Stern, der weit entfernt ist.<\/p>\n<p>Dieses Problem der Entfernungsbestimmung hatte man zu Beginn des 20. Jahrhunderts immer noch nicht gel\u00f6st. Damals war man besonders daran interessiert, herauszufinden, wie weit die so genannten &#8222;Nebel&#8220; entfernt waren. Man hatte in den Jahrzehnten davor festgestellt, dass sich \u00fcberall am Himmel schwach leuchtende, verschwommen aussehende, nebelf\u00f6rmige Objekte befanden. Manche Astronomen waren der Meinung, dass es sich dabei um Gaswolken handelt, die sich innerhalb unserer Milchstra\u00dfe befinden. Diese Astronomen glaubten auch, dass sich alle Himmelsk\u00f6rper innerhalb der Milchstra\u00dfen-Galaxie befinden und diese unser ganzes Universum darstellt. Andere Astronomen waren der Ansicht, bei den Nebelflecken handelt es sich um enorm weit entfernte, eigenst\u00e4ndige Galaxien. Demnach w\u00e4re das Universum sehr viel gr\u00f6\u00dfer als unsere Milchstra\u00dfe und w\u00e4re von unz\u00e4hligen anderen Galaxien bev\u00f6lkert.<\/p>\n<p>Ohne die Entfernung zu diesen Nebeln bestimmen zu k\u00f6nnen, war es allerdings nicht m\u00f6glich, diese Frage zu beantworten. Das \u00e4nderte sich, als die Astronomin Henrietta Swan Leavitt 1912 eine spezielle Gruppe von Sternen untersuchte: die Cepheiden. Das sind Sterne, deren Helligkeit sich periodisch im Verlauf einiger Tage \u00e4ndert. Leavitt fand heraus, dass die Periode der Helligkeitsschwankungen mit der wirklichen Helligkeit (nicht der scheinbaren, die wir von der Erde aus sehen k\u00f6nnen) zusammenh\u00e4ngt. Kennt man also die Periode der Helligkeits\u00e4nderung <i>P<\/i> (und die l\u00e4sst sich leicht beobachten), kann man die wahre Helligkeit <i>M<\/i> nach folgender Formel bestimmen:<\/p>\n<div align=\"center\"><i>M = -1,43 &#8211; 2,81 * log (P)<\/i><\/div>\n<p>Hier wird die Periode <i>P<\/i> in Tagen gemessen und die Helligkeit <i>M<\/i> in Magnituden. <br \/>Nun wei\u00df man, wie hell der Stern wirklich ist und man kann beobachten kann, wie hell der Stern uns von der Erde aus gesehen erscheint (das ist seine scheinbare Helligkeit <i>m<\/i>). Jetzt l\u00e4sst sich daraus leicht bestimmen, wie weit er entfernt sein muss. <br \/>Die Formel daf\u00fcr nennt man Entfernungsmodul und sie lautet:<\/p>\n<div align=\"center\"><i>m &#8211; M = -5 + 5 log r<\/i><\/div>\n<p><i>m<\/i> und <i>M<\/i> werden hier wieder in Magnituden angegeben und die Entfernung <i>r<\/i> in Parsec. Ein Parsec entspricht einer Entfernung von 3,262 Lichtjahren bzw. circa 31 Billiarden Kilometern.<br \/>1923 schaffte es der Astronom Edwin Hubble dann, Cepheiden im Andromedanebel zu beobachten. Mit der Beziehung zwischen Periode und Helligkeit war er imstande, die Entfernung zu berechnen. Es stellte sich heraus, dass es sich dabei tats\u00e4chlich um ein Objekt handelt, dass sich au\u00dferhalb der Milchstra\u00dfe befindet und eine eigenst\u00e4ndige Galaxie darstellt!<\/p>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>2) Berechnung der Entfernung zur Andromeda-Galaxie mit Aladin<\/b><\/font><\/p>\n<p>Um die Entfernung der Andromeda-Galaxie mit dem Program <i>Aladin<\/i> (kann <a href=\"https:\/\/aladin.u-strasbg.fr\/\">hier<\/a> runtergeladen bzw. online benutzt werden) zu bestimmen, muss zuerst nach entsprechenden Beobachtungsdaten gesucht werden. Um die Perioden-Leuchtkraft-Beziehung auszunutzen, werden Daten f\u00fcr die Perioden von Cepheiden in der Andromedagalaxie ben\u00f6tigt. Um diese zu finden, wird eine Suche in den vorhandenen Katalogen gestartet:<br \/>&nbsp;<br \/><i>Datei -&gt; \u00d6ffnen -&gt; rechts unter &#8222;Katalogserver&#8220;, &#8222;All ViZier&#8220; w\u00e4hlen.<\/p>\n<p><\/i><\/p>\n<p>Als &#8222;Ziel&#8220; gibt man hier nat\u00fcrlich &#8222;<i>Andromeda<\/i>&#8220; ein (oder die zugeh\u00f6rige Messier-Nummer &#8222;<i>M31<\/i>&#8222;). Da wir noch nicht wissen, in welchen Katalog die gesuchten Daten zu finden sind, ist es am besten, \u00fcber die Schlagwort-Suche nach allen Katalogen zu suchen, die Daten \u00fcber Cepheiden enthalten. Dazu gibt man im entsprechenden Feld das Suchwort &#8222;<i>Cepheid<\/i>&#8220; ein. Mit einem Klick auf &#8222;<i>Absenden<\/i>&#8220; wird die Suche gestartet:<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5761\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-09e09030c230b72674617040c3c76b64-bild1.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-09e09030c230b72674617040c3c76b64-bild1.jpg','popup','width=674,height=474,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-40a80a30ca091e922db7bab0aa409f33-bild1-thumb-500x351-1.jpg\" alt=\"i-40a80a30ca091e922db7bab0aa409f33-bild1-thumb-500x351.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Als Resultat erhalten wir drei Kataloge: <\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5764\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-852a6856ece24bc5270a919f5e9c6a2c-bild2.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-852a6856ece24bc5270a919f5e9c6a2c-bild2.jpg','popup','width=574,height=474,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-51faed133e43be749f17bedd727120b0-bild2-thumb-500x412-1.jpg\" alt=\"i-51faed133e43be749f17bedd727120b0-bild2-thumb-500x412.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Im Feld &#8222;Description&#8220; sind weitere Informationen zu den Katalogen enthalten.<\/p>\n<p>Wir w\u00e4hlen den aktuellsten Katalog aus dem Jahr 2003 aus. Im Hauptfenster von Aladin sehen wir nur die Position der im Katalog enthaltenen Objekte; rechts im &#8222;Stapel&#8220; von Aladin erkennt man das zugeh\u00f6rige Symbol des Katalogs \u201eJ.A+A.402.113&#8243;.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5767\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-7479a239cab5c6f5f8d88f630ae8e8a6-bild3.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-7479a239cab5c6f5f8d88f630ae8e8a6-bild3.jpg','popup','width=1276,height=921,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-f259df275cd89182bdde2b03c847bc94-bild3-thumb-500x360-1.jpg\" alt=\"i-f259df275cd89182bdde2b03c847bc94-bild3-thumb-500x360.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Im n\u00e4chsten Schritt wollen wir die Katalogdaten genauer betrachten. Dazu w\u00e4hlen wir aus der Werkzeugleiste (links neben dem Stapel) das Werkzeug &#8222;<i>wahl<\/i>&#8220; und markieren alle Cepheiden. Im Me\u00dffenster (unter dem Hauptfenster) erscheinen nun die einzelnen Katalogeintr\u00e4ge.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5770\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-3e79aab80121322275d5ce0e58b20e19-bild4.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-3e79aab80121322275d5ce0e58b20e19-bild4.jpg','popup','width=1275,height=927,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-68d850474b025d13408c0ab17f0097e1-bild4-thumb-500x363-1.jpg\" alt=\"i-68d850474b025d13408c0ab17f0097e1-bild4-thumb-500x363.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>&#8222;<i>ID&#8220;<\/i> ist die Bezeichnung des Sterns; &#8222;<i>RAJ2000<\/i>&#8220; und &#8222;<i>DEJ2000<\/i>&#8220; geben die Rektaszension und Deklination der Cepheiden an, also deren Position am Himmel. &#8222;<i>Rcmag<\/i>&#8220; und &#8222;<i>Icmag<\/i>&#8220; sind die scheinbaren Helligkeiten der Sterne, gemessen mit verschiedenen Filtern. Mit &#8222;<i>DeltaRc<\/i>&#8220; wird die Fehlergrenzen der Helligkeitsmessung angegeben. &#8222;<i>Age<\/i>&#8220; ist das Alter der Sterne und unter &#8222;<i>IcFile<\/i>&#8220; und &#8222;<i>RcFile<\/i>&#8220; sind die detaillierten Messkurven f\u00fcr die Helligkeiten verlinkt. Die Spalte, die uns hier besonders interessiert, ist mit &#8222;<i>Per<\/i>&#8220; \u00fcberschrieben und gibt die Periode der Helligkeits\u00e4nderung an. <\/p>\n<p>Betrachtet man die komplette Liste, dann sieht man, dass die Periode nicht f\u00fcr alle Sterne gemessen werden konnte. Um die Daten \u00fcbersichtlicher zu gestalten, wollen wir nun einen Filter definieren, der nur diejenigen Cepheiden anzeigt, f\u00fcr die Periodenmessungen vorliegen.<\/p>\n<p>Dazu \u00f6ffnet man das Aladin-Modul, mit dem sich neue Filter definieren lassen:<\/p>\n<p><i>Katalog -&gt; Einen neuen Filter erzeugen<\/i><\/p>\n<p>Wir wechseln in den &#8222;<i>Modus f\u00fcr Fortgeschrittene<\/i>&#8220; und w\u00e4hlen unter &#8222;<i>Spalten<\/i>&#8220; die entsprechende Spalte &#8222;<i>Per<\/i>&#8220; aus unsere Katalog aus. Die Bezeichnung <i>${Per}<\/i> wird im Filter-Fenster angezeigt. Wir wollen nur die Eintr\u00e4ge sehen, die einen Wert enthalten und nicht leer sind. Also spezifizieren wir: <i>${Per} &gt; 0<\/i>. Um die so gefilterten Eintr\u00e4ge auch wieder anzuzeigen, modifizieren wir den Filter noch wie folgt:<i> ${Per} &gt; 0 {draw}<\/i>. <\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5773\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-1e5e8cf8e642ef7eda7b1bd901df691b-bild5.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-1e5e8cf8e642ef7eda7b1bd901df691b-bild5.jpg','popup','width=651,height=599,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-cbf082715765caf4e30230c4ba1b3eeb-bild5-thumb-500x460-1.jpg\" alt=\"i-cbf082715765caf4e30230c4ba1b3eeb-bild5-thumb-500x460.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Mit &#8222;<i>\u00dcbernehmen<\/i>&#8220; wird der Filter aktiviert und im Stapel als neues Symbol angezeigt.<\/p>\n<p>Es werden nun nur noch die Cepheiden angezeigt, f\u00fcr die Perioden im Katalog vorhanden sind. F\u00fcr diese 25 Sterne kann nun mit der Perioden-Leuchtkraft-Beziehung zuerst die absolute Helligkeit <i>M<\/i> berechnet werden und in Folge ihre Entfernung. Zur Berechnung der absoluten Helligkeit erstellt man eine neue Katalogspalte:<\/p>\n<p><i>Katalog -&gt; Eine neue Spalte hinzuf\u00fcgen<\/i><\/p>\n<p>Im Spaltenrechner geben wir nun zuerst einen Namen f\u00fcr die neue Spalte an. Da die absolute Helligkeit traditionell mit dem Buchstaben &#8222;<i>M<\/i>&#8220; bezeichnet wird, bietet es sich an, auch die Spalte &#8222;<i>M<\/i>&#8220; zu nennen. UCD und Einheit k\u00f6nnen, m\u00fcssen aber nicht spezifiziert werden (<i>M<\/i> wird in Magnituden bzw. <i>mag<\/i> gemessen). Nun muss noch spezifiziert werden, wie die neue Spalte berechnet wird. Im Feld &#8222;<i>Ausdruck<\/i>&#8220; geben wir daher nun die Formel f\u00fcr die Perioden-Leuchtkraftbeziehung ein. <\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5776\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-67e5158b493b3a9bb5cb3b4a5c3ce3ac-bild6.jpg\" alt=\"i-67e5158b493b3a9bb5cb3b4a5c3ce3ac-bild6.jpg\" \/><\/form>\n<p>Die Namen der einzelnen Spalten k\u00f6nnen hier direkt aus dem Men\u00fc unter dem Feld \u00fcbernommen werden; ebenso Rechenoperatoren und mathematische Funktionen. Der korrekte Ausdruck lautet:<\/p>\n<p><i>-1.43 &#8211; 2.81 * log(${Per})<\/i><\/p>\n<p>Mit einem Klick auf <i>&#8222;Neue Spalte hinzuf\u00fcgen&#8220;<\/i> werden die Werte berechnet und im Me\u00dffenster angezeigt. Aus diesen Werten f\u00fcr die absolute Helligkeit l\u00e4sst sich nun die Entfernung der Cepheiden bestimmen. Dazu erzeugt man wieder eine neue Spalte, diesmal mit der Formel f\u00fcr den Entfernungsmodul. Die Entfernung <i>r<\/i> (in Parsec) ist gegeben durch<\/p>\n<div align=\"center\"><i>r = 10^((m-M+5)\/5)<\/i><\/div>\n<p>F\u00fcr die scheinbare Helligkeit <i>m<\/i> w\u00e4hlt man am besten die Spalte <i>Icmag<\/i> aus dem Katalog. Der Ausdruck f\u00fcr den Spaltenrechner lautet dann<\/p>\n<p><i>10^((${Icmag} &#8211; ${M} + 5)\/5)<\/i><\/p>\n<p>Will man die Entfernung nicht in Parsec sondern in Lichtjahren haben, dann muss der obige Ausdruck noch mit 3,26 multiplizieren:<\/p>\n<p><i>(10^((${Icmag} &#8211; ${M} + 5)\/5))*3.26<\/i><\/p>\n<p>Wir erhalten f\u00fcr die Entfernung Werte zwischen 1.7 und 3.8 Millionen Lichtjahren.<br \/>&nbsp;<br \/>Nat\u00fcrlich ist so eine simple Analyse recht ungenau. Um exakte Werte zu erhalten, m\u00fcssen auch die Konstanten in der Formel f\u00fcr die Perioden-Leuchtkraft-Beziehung exakt auf die ausgew\u00e4hlten Filter, die f\u00fcr die Helligkeitsmessung verwendet wurden, abgestimmt werden.<br \/>Berechnet man allerdings einen Mittelwert der Entfernungen, erh\u00e4lt man ein sehr realistisches Ergebnis: Die Andromedagalaxie ist etwa 2.5 Millionen Lichtjahre entfernt. Der wahre Wert betr\u00e4gt 2.52 +\/- 0.14 Millionen Lichtjahre.<\/p>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>3) Berechnung der Entfernung zur Andromedagalaxie mit ViZieR<\/b><\/font><\/p>\n<p>Aladin ist ein Programm, dass den Zugriff auf verschiedenste Kataloge und Beobachtungsdaten erm\u00f6glicht. Zus\u00e4tzlich stellt es Werkzeuge zur Verf\u00fcgung, um diese Daten zu bearbeiten und zu analysieren. Es ist aber auch m\u00f6glich, direkt auf die Originalquellen der Daten zuzugreifen.<\/p>\n<p>Dazu kann man z.B. <i>ViZieR<\/i> benutzen &#8211; eine Online-Datenbank des Centre de Donn\u00e9es astronomiques de Strasbourg: <a href=\"https:\/\/webviz.u-strasbg.fr\/viz-bin\/VizieR\">https:\/\/webviz.u-strasbg.fr\/viz-bin\/VizieR<\/a><\/p>\n<p>Das Eingabeformular \u00e4hnelt dem von Aladin. Auch hier gibt man im Feld <i>\u201eTarget Name&#8220;<\/i> Andromeda ein und im Feld f\u00fcr die Schlagw\u00f6rter &#8222;<i>Cepheid<\/i>&#8222;. Bei diesem Formular ist au\u00dferdem darauf zu achten, den Suchradius (\u201eTarget Radius&#8220;) gro\u00df genug zu w\u00e4hlen, um ausreichend Cepheiden in der Andromedagalaxie zu erfassen (20 Bogenminuten ist ein vern\u00fcnftiger Wert). Mit einem Klick auf \u201e<i>Find Data<\/i>&#8220; wird die Suche gestartet:<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5778\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-b62993d756064d2327b6a9d848bfc797-viz1.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-b62993d756064d2327b6a9d848bfc797-viz1.jpg','popup','width=1099,height=586,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-f040b46b67acefd73a96639a22d6a6d6-viz1-thumb-500x266-1.jpg\" alt=\"i-f040b46b67acefd73a96639a22d6a6d6-viz1-thumb-500x266.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Es werden nun alle gefundenen Kataloge mit Cepheiden in der Andromedagalaxie angezeigt; gleich als erstes der schon bekannte Katalog aus dem Jahr 2003.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5781\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-5a95d43536f680baa7112aef49e1a658-viz2.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-5a95d43536f680baa7112aef49e1a658-viz2.jpg','popup','width=756,height=634,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-2ab91d94b85e8d6f98b7546210ac1f25-viz2-thumb-500x419-1.jpg\" alt=\"i-2ab91d94b85e8d6f98b7546210ac1f25-viz2-thumb-500x419.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Mit einem Klick auf die zugeh\u00f6rige Schaltfl\u00e4che \u201eJ\/A+A\/402\/113\/table4&#8243; k\u00f6nnen wir diesen Datensatz weiter bearbeiten.<\/p>\n<p>Im nun angezeigten Men\u00fc k\u00f6nnen wir ausw\u00e4hlen, welche Daten des Katalogs angezeigt werden sollen. F\u00fcr die Entfernungsbestimmung ben\u00f6tigen wir nur die Helligkeiten und Perioden der Cepheiden. Wir entfernen also die H\u00e4kchen im Bereich <i>\u201eOutput preferences for Position&#8220;<\/i> bei \u201e<i>r<\/i>&#8220; und \u201e<i>Position<\/i>&#8222;. Au\u00dferdem werden die H\u00e4kchen bei \u201e<i>RAJ2000&#8243;, \u201eDEJ2000&#8243;, \u201eDeltaRc&#8220;, \u201eAge&#8220;, \u201eIcFile&#8220;<\/i> und \u201e<i>RcFile<\/i>&#8220; entfernt.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5784\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-e0d0ad2fa4dff861c41214aa58a1bd4e-viz3.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-e0d0ad2fa4dff861c41214aa58a1bd4e-viz3.jpg','popup','width=682,height=723,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-78e37aaaf9314d62ee0f463f6095c902-viz3-thumb-500x530-1.jpg\" alt=\"i-78e37aaaf9314d62ee0f463f6095c902-viz3-thumb-500x530.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Ein Klick auf \u201e<i>Submit Query<\/i>&#8220; startet die Bearbeitung.<\/p>\n<p>Nun wird die bereinigte Tabelle angezeigt, die nur noch die Spalten f\u00fcr die Helligkeiten und Perioden der Cepheiden enth\u00e4lt. Im Men\u00fc \u201e<i>Output Layout<\/i>&#8220; kann nun die Darstellung der Daten an die gew\u00fcnschte Weiterverarbeitung ausgew\u00e4hlt werden.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5787\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-445b95ff6e09488c693d2ca129aa6faf-viz4.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-445b95ff6e09488c693d2ca129aa6faf-viz4.jpg','popup','width=644,height=694,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-515ffd3ceecf34fa91a97685ea4459db-viz4-thumb-500x538-1.jpg\" alt=\"i-515ffd3ceecf34fa91a97685ea4459db-viz4-thumb-500x538.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>In diesem Fall bietet es sich an, den Punkt \u201e<i>Tab seperated values<\/i>&#8220; zu w\u00e4hlen. In diesem Format kann die Tabelle direkt in Kalkulationsprogramme wie <i>Excel <\/i>\u00fcbernommen werden. Dort k\u00f6nnen dann die entsprechenden Berechnungen zur Entfernungsbestimmung (so wie im letzten Abschnitt beschrieben) durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>4) Ein Bild der Andromedagalaxie<\/b><\/font><\/p>\n<p>Auch wenn es f\u00fcr die Entfernungsbestimmung nicht n\u00f6tig war, eine Aufnahme der Andromedagalaxie zu betrachten, ist dies mit virtuellen Observatorien nat\u00fcrlich m\u00f6glich.<\/p>\n<p>Dazu \u00f6ffnen wir in Aladin die Suchmaske f\u00fcr die Bilderdatenbank:<\/p>\n<p><i>Datei -&gt; \u00d6ffnen&#8230;<\/i><\/p>\n<p>Unter Ziel wird wieder \u201e<i>Andromeda<\/i>&#8220; eingeben; ein Klick auf \u201e<i>Absenden<\/i>&#8220; startet die Suche. Es werden nun alle in der Datenbank enthaltenen Aufnahmen angezeigt, auf denen die Andromedagalaxie zu sehen ist.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5790\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-1f46e1fd47c929b5c2aaff03547cf7f9-ala1.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-1f46e1fd47c929b5c2aaff03547cf7f9-ala1.jpg','popup','width=666,height=748,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-a41a9e65d383793012ddca988faa2446-ala1-thumb-500x561-1.jpg\" alt=\"i-a41a9e65d383793012ddca988faa2446-ala1-thumb-500x561.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Ein Klick auf einen Eintrag zeigt detaillierte Informationen zur jeweiligen Aufnahme. <\/p>\n<p>Es k\u00f6nnen nun beliebig viele Bilder ausgew\u00e4hlt werden. Ein Klick auf \u201e<i>Absenden<\/i>&#8220; l\u00e4dt die Bilder in den Stapel von Aladin, wo sie angezeigt werden.<\/p>\n<p>Allerdings sind diese Bilder nur in Schwarz-Wei\u00df. Da die astronomischen Aufnahmen immer&nbsp; nur in einem bestimmten Wellenl\u00e4ngenbereich gemacht werden, fehlt vorerst die Farbinformation. Um ein farbiges Bild der Andromedagalaxie zu erhalten, m\u00fcssen erst Aufnahmen aus verschiedenen Wellenl\u00e4ngenbereichen rechnerisch kombiniert werden. Das funktioniert mit der Schaltfl\u00e4che \u201e<i>rgb<\/i>&#8220; in der Werkzeugleiste. Im folgenden Men\u00fc gibt man drei bzw. zwei Bilder an, die mit einem Rot- bzw. Gr\u00fcn- oder Blau-Filter aufgenommen werden. Aladin berechnet daraus dann automatisch ein Farbbild.<\/p>\n<p>Am einfachsten findet man Aufnahmen im passenden Wellenl\u00e4ngenbereich im DSS-Katalog (<i>Digital Sky Surve<\/i>y). Dazu wird wieder die Bilderdatenbank ge\u00f6ffnet:<\/p>\n<p><i>Datei -&gt; \u00d6ffnen&#8230;<\/i><\/p>\n<p>Diesmal w\u00e4hlen wir aus der Liste der Bilderserver (rechts) den Eintrag \u201e<i>DSS<\/i>&#8220; aus (und dann einen der dort angezeigten Server). In der Suchmaske wird bei Ziel wieder \u201e<i>Andromeda<\/i>&#8220; eingegeben. Unter dem Punkt \u201e<i>Sky Survey<\/i>&#8220; kann nun der Wellenl\u00e4ngenbereich (\u201e<i>DSS2-red<\/i>&#8220; oder \u201e<i>DSS2-blue<\/i>&#8222;) gew\u00e4hlt werden.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5793\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-ccf18cd235f2acc2f3e6802b5fa34355-ala2.jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-ccf18cd235f2acc2f3e6802b5fa34355-ala2.jpg','popup','width=671,height=583,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-723ff2b75da8f974810ae3c3816aa1e9-ala2-thumb-500x434-1.jpg\" alt=\"i-723ff2b75da8f974810ae3c3816aa1e9-ala2-thumb-500x434.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<p>Um einen ausreichend gro\u00dfen Ausschnitt der Galaxie zu sehen, sollten f\u00fcr den Bildausschnitt (\u201eHeight&#8220;, \u201eWidth&#8220;) mindestens 50 Bogenminuten gew\u00e4hlt werden.&nbsp; Sobald die Bilder in den Stapel geladen wurden, kann mit einem Klick auf die \u201e<i>rgb<\/i>&#8222;-Schaltfl\u00e4che das Farbbild erstellt werden. <\/p>\n<p>Bei \u201eRot&#8220; wird hier das rote DSS-Bild ausgew\u00e4hlt, bei \u201eBlau&#8220; das blaue (ein gr\u00fcnes Bild wird weggelassen). Ein Klick auf \u201eErstellen&#8220; erzeugt das Farbbild.<\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5796\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-f9a2098f3ef6fca87a07aae1b2a2d8ea-ala3.jpg\" alt=\"i-f9a2098f3ef6fca87a07aae1b2a2d8ea-ala3.jpg\" \/><\/form>\n<p>Im Stapel von Aladin wird nun ein Farbbild der Andromedagalaxie angezeigt.<\/p>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>5) Anregungen f\u00fcr weitere Untersuchungen<\/b><\/font><\/p>\n<p>F\u00fcr die Berechnung der Entfernung der Andromedagalaxie war die Formel f\u00fcr die Perioden-Leuchtkraft-Beziehung von zentraler Bedeutung. Die hier angegebene Formel ist allerdings nur eine von vielen Versionen. Der Zusammenhang zwischen Periode und Leuchtkraft bei Cepheiden basiert auf dem sg. <i>Kappa-Mechanismus <\/i>der wiederum von der Metallizit\u00e4t der Sterne abh\u00e4ngt. Die Metallizit\u00e4t gibt an, wie viel Prozent eines Sterns nicht aus Wasserstoff und Helium bestehen. Da nun jeder Stern eine andere Metallizit\u00e4t hat (und bei Sternen verschiedenen Alters und Populationen k\u00f6nnen sich die Werte deutlich unterscheiden) ist auch der Zusammenhang zwischen Periode und Leuchtkraft nicht f\u00fcr alle Sterne identisch. Zus\u00e4tzlich h\u00e4ngt die Beziehung auch immer davon ab, in welchen Wellenl\u00e4ngenbereich man die Helligkeit der Sterne misst.<\/p>\n<p>In Lehrb\u00fccher oder Online (z.B. bei der Literaturdatenbank ADS, erreichbar unter&nbsp;&nbsp; <a href=\"https:\/\/adsabs.harvard.edu\/\">https:\/\/adsabs.harvard.edu\/<\/a>, kann recherchiert werden, welche Formeln in der Literatur existieren, und wie sie sich unterscheiden. Wie wirken sich die unterschiedlichen Formeln auf das Ergebnis aus?&nbsp; <\/p>\n<hr>\n<p>Das ganze Projekt kann man auch als pdf-Datei hier runterladen: <\/p>\n<form contenteditable=\"false\" mt:asset-id=\"5800\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-file\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-fb8ccce48f2a5a47e373fbe144f733d9-Projekt M31.pdf\">Projekt M31.pdf<\/a><\/form>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Gerade erst wurde bei Ludmila dar\u00fcber diskutiert, ob die Begutachtungsmethoden wissenschaftlicher Artikel ge\u00e4ndert werden und vielleicht direkt durch die Leser durchgef\u00fchrt werden sollten. Und da dachte ich mir, ich probiere das hier gleich mal aus und lasse meine Leserinnen und Leser eine meiner Arbeiten begutachten. 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