Hannu Karttunen

Laboratory experiments on backscattering from regolith samples.

The investigation of the backscattering peak has applications in the surface texture characterization of asteroids and planetary surfaces. Laboratory experiments are important because they give an opportunity for systematic variation and comparison of samples. A backscattering experiment from regolith samples, which uses a laser light source and a beam splitter to reach the smallest phase angles, is presented. Measurements at zero and small phase angles for Sahara sand and meteorite rocks are made, and the preliminary results are presented in comparison with the phase curve observed for asteroid 69 Hesperia. The results are applicable to the further interpretation of the coherent backscattering opposition effect.

Roughness of the lunar soil

In situ measurements at the lunar surface at millimeter resolution by the Apollo astronauts have been analyzed. Several statistical parameters have been determined for the landing site. The surface roughness has been found to be very nearly gaussian. The root-mean-square slopes have been obtained over scales between 0.5 mm and 5 cm. They steadily decrease with increasing scale length from 58° to 2° and are in reasonable agreement with radar-measured values. The autocorrelation coefficient of the height distribution has also been obtained. It has a scale-length of 0.7 mm.

Innerer Aufbau der Sterne

Sterne sind riesige Gaskugeln, deren Massen die der Erde um das Tausend- bis Millionenfache ubertreffen. Ein Stern wie die Sonne kann fur Milliarden von Jahren unverandert strahlen. Dies zeigen die Untersuchungen zur Fruhgeschichte der Erde, welche ergaben, das sich die von der Sonne abgestrahlte Energiemenge wahrend der letzten 4 Milliarden Jahre nicht wesentlich geandert hat. Uber eine solche Zeitspanne mus das in einem Stern herrschende Gleichgewicht stabil bleiben.

Doppelsterne und Sternmassen

Sehr oft stehen zwei Sterne am Himmel nahe beieinander, obwohl sie sich in Wirklichkeit in sehr unterschiedlichen Entfernungen befinden. Solche Zufallspaare werden optische Doppelsterne genannt. Auf der anderen Seite stehen viele enge Paare von Sternen tatsachlich in gleichem Abstand zu uns und bilden ein physikalisches System, in dem die zwei Sterne einander umkreisen. Weniger als die Halfte aller Sterne sind Einzelsterne wie die Sonne. Mehr als 50% gehoren zu den Systemen, die zwei oder mehr Mitglieder enthalten. Im allgemeinen haben die Mehrfachsysteme eine hierarchische Struktur: Ein Stern und ein Doppelstern umkreisen einander in Dreifachsystemen, zwei Doppelsterne umkreisen einander in Vierfachsystemen. Deshalb konnen die meisten Mehrfachsysteme als Doppelsterne verschiedenen Grades beschrieben werden.

Das interstellare Medium

Obwohl die meiste Masse im Milchstrasensystem in den Sternen enthalten ist, ist der interstellare Raum nicht vollkommen leer. Er enthalt Gas und Staub. Beide Bestandteile sind teilweise diffus verteilt, teilweise in einzelnen Wolken konzentriert. Typisch fur den interstellaren Raum ist eine mittlere Dichte von einem Gasatom pro Kubikzentimeter und einem Staubteilchen in 100000 Kubikzentimetern.

Sternhaufen und Assoziationen

Einige Ansammlungen von Sternen konnen am Himmel mit dem blosen Auge bemerkt werden. Genauere Untersuchungen machen deutlich, das es sich tatsachlich um eigenstandige Anhaufungen im Raum handelt. Solche offenen Sternhaufen sind z. B. die Plejaden im Taurus und die Hyaden um Aldebaran, dem hellsten Stern im Taurus. Fast alle Sterne des Sternbildes Coma Berenices sind ein offener Sternhaufen. Viele Objekte, die mit dem blosen Auge nebelhaft und flachenformig erscheinen, werden bei Beobachtung mit Teleskopen als offene Sternhaufen erkannt. Dazu gehoren z. B. die Praesepe im Sternbild Krebs und der Doppelhaufen h und χ im Perseus (Abb. 17.1). Neben den offenen Haufen sind einige scheinbar nebelhafte Ojekte sehr dichte Kugelhaufen wie z. B. im Herkules und in Canes Venatici (Abb. 17.2).

Photometrie und Helligkeiten

Die meisten astronomischen Beobachtungen nutzen in der einen oder anderen Art und Weise die elektromagnetische Strahlung. Aus dem Studium der Energieverteilung der Strahlung konnen wir Informationen uber die physikalische Natur der Strahlungsquelle gewinnen. Deshalb sollen als nachstes einige grundlegende Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung erlautert werden.

Beobachtungen und Instrumente

Bis zum Ende des Mittelalters war das menschliche Auge das wichtigste „Instrument“ fur astronomische Beobachtungen, wobei verschiedene mechanische Vorrichtungen es bei der Messung der Positionen der Himmeskorper unterstutzten. Zu Beginn des 17. Jahrhunderts wurde in Holland das Fernrohr erfunden; die ersten astronomischen Beobachtungen mit diesem neuen Instrument machte Galileo Galilei im Jahre 1609. Ende des 19. Jahrhunderts wurde dann die Fotografie als astronomische Beobachtungsmethode eingefuhrt. Wahrend der vergangenen Jahrzehnte fanden viele elektronische Empfanger Anwendung beim Studium der elektromagnetischen Strahlung aus dem Weltraum. Heute wird das elektromagnetische Spektrum von den kurzesten Gammastrahlen bis zu den langen Radiowellen fur astronomische Beobachtungen genutzt.