Einführung in die Extragalaktische Astronomie und Kosmologie

In diesem kompetent geschriebenen Lehrbuch wird, ausgehend von der Beschreibung unserer Milchstraße, die Astronomie der Galaxien und ihrer großräumigen Verteilung eingehend dargestellt und schließlich im kosmologischen Kontext diskutiert. Aufbauend auf eine Einführung in die moderne beobachtende und theoretische Kosmologie wird die Entstehung von Strukturen und astronomischen Objekten im frühen Universum besprochen.

Peter Schneider füllt die Lücke im Angebot deutschsprachiger Lehrbücher zu diesem Thema. Schritt für Schritt führt er Studierende an die anspruchsvolle Materie heran. Er beschreibt unsere Milchstraße, die Astronomie der Galaxien und deren Superstrukturen, und diskutiert diese im kosmologischen Kontext. In chronologischer Reihenfolge bespricht er die moderne beobachtende und theoretische Kosmologie, und die Entstehung von Strukturen und astronomischen Objekten im frühen Universum. Sein faszinierendes Buch bietet Studierenden mit Grundkenntnissen die Möglichkeit, sich umfassend in die aktuellen Gebiete der Astronomie einzuarbeiten.

Inhalt
1 Einleitung und ¨Uberblick 1 1.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 ¨Uberblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.1 Unsere Galaxis als Galaxie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.2 DieWelt der Galaxien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.3 Die Hubble Expansion des Weltalls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.4 Aktive und Starburst Galaxien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2.5 Voids, Galaxienhaufen, und DunkleMaterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.6 Weltmodelle und thermische Geschichte des Universums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2.7 Strukturbildung und Galaxienentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.8 Kosmologie als Triumph desmenschlichen Geistes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3 Werkzeuge der extragalaktischen Astronomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.1 Radioteleskope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.2 Infra-Rot Teleskope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.3 Optische Teleskope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.4 R¨ontgen-Teleskope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.3.5 Gamma-Teleskope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2 Die Galaxis als Galaxie27 2.1 Galaktische Koordinaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.2 Entfernungsbestimmungen innerhalb unserer Galaxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.2.1 Trigonometrische Parallaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.2.2 Eigenbewegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.2.3 Sternstromparallaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.2.4 Photometrische Entfernung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.2.5 Spektroskopische Entfernung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.2.6 Entfernungen von visuellen Doppelsternen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.2.7 Entfernungen pulsierender Sterne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.3 Struktur der Galaxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.3.1 Die Galaktische Scheibe: Sternverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.3.2 Die Galaktische Scheibe: chemische Zusammensetzung und Alter . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.3.3 Die Galaktische Scheibe: Staub und Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.3.4 Der Galaktische Bulge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.3.5 Der sichtbare Halo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.4 Kinematik der Galaxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.4.1 Bestimmung der Geschwindigkeit der Sonne . . . . . . . . . . . . .