Workshop

Farben und Spektren von Sternen und Nebeln

Schon mit bloßem Auge erkennen viele Menschen, dass Sterne verschiedene Farben haben. Die moderne Astronomie hat entschlüsselt, dass die Spektren der Sterne Fingerabdrücke sind, die uns immer mehr über den beobachteten Stern berichten, je genauer wir messen. In diesem Workshop, der zum einen für Schüler der Mittelstufe, zum anderen für Physik- und Astronomiekurse geeignet ist, erkunden wir die Farben und Spektren von Sternen und Nebeln.

Die folgenden beiden Bilder zeigen einen Emissionsnebel, einmal als Farbbild, zum anderen durch einen Filter, der nur Licht der roten Wasserstoffflinie durchlässt:

Beide Bilder wurden mit den (über Internet fernsteuerbaren) Faulkes-Teleskopen vom Workshoplehrer aufgenommen. Bilddateien von Spektren und Nebeln sowie weiterführende Arbeitsbögen können auch im Internet unter www.julian-goeltz.de für den Unterricht an der eigenen Schule heruntergeladen werden. Im Hα-Bild treten die Sterne in den Hintergrund und das leuchtende Wasserstoffgas wird weit differenzierter sichtbar. Bei gutem Wetter kann die Sonne im Licht der Hα-Linie beobachtet werden, wodurch entsprechend Protuberanzen sichtbar werden.

Für Schüler der Mittelstufe versuchen wir, nach einer Führung im Planetarium des HdA, ein erstes beschreibendes Verständnis für Farbmischung, Bildbearbeitung und die Entstehung der Sternfarben zu bekommen. Für Physik- und Astronomiekurse ist es möglich, Spektren zusammen zu fotografieren, quantitativ auszuwerten und zu zeigen, dass die Absorptionslinien in Sternspektren wie die Spektren von Gasentladungsröhren durch die aus der Quantenmechanik folgende Balmersche Serienformel beschrieben werden. Die Schüler können das Fotografieren der Spektren von Gasentladungsröhren per Beamer verfolgen, die Auswertung der Fotos erfolgt in Arbeitsgruppen am Laptop.

Für interessierte Schüler kann der Workshop auch Anregung sein, mit Schulmitteln ein auf 1nm genau arbeitendes Spektroskop selbst zu bauen.

Das folgende Bild zeigt die selbst gemessenen Linien der Balmerserie: