Astrophysik
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Die Astrophysik liefert die physikalischen Grundlagen für die Erforschung von Himmelserscheinungen. Die Wissensgebiete der Astrophysik und der Astronomie sind nicht strikt voneinander trennbar, sie betonen höchstens verschiedene Aspekte: Klassischerweise beschäftigt sich die Astronomie mit der Beobachtung, Messung und Vermessung von Himmelsobjekten (Cluster, Quasare, Galaxien, Nebel, Neutronensterne, Pulsare, Sterne, Planeten, Monde, Kometen, usw.) und der Interpretation der durch Beobachtung gewonnenen Messdaten. Dem gegenüber beschäftigt sich die Astrophysik mit den physikalischen Prozessen die zu den spezifischen Himmelserscheinungen führen.
Theoretische Astrophysik
Die Theoretische Astrophysik versucht anhand von Modellen Himmelserscheinungen vorauszusagen oder nachzubilden. Viele astrophysikalische Prozesse lassen sich durch partielle Differentialgleichungen beschreiben, für die nur in Ausnahmesituationen eine exakte analytische Lösung gefunden werden können. Eine weit verbreitete Methode in der Astrophysik sind daher numerische Berechnungen (Numerik) und Simulationen, die mit einem üblichen PC (2005) Tage bis Wochen dauern würden. In der Praxis wird daher oft auf Supercomputer oder Cluster zurückgegriffen. Die so gewonnenen Resultate versucht man durch Beobachtungen zu bestätigen.
Klassische Teilgebiete der Astrophysik
- Physikalische Kosmologie (Kosmogonie, Entstehungsgeschichte des Universums)
- Entstehung und Evolution von Sternen
- Sonnenphysik
- Astroteilchenphysik
- Kosmochemie (chemische Evolution der Elemente)
- Gravitationsdynamik (Entstehung und Entwicklung von Galaxien)
- Schwarze Löcher
- Entstehung und Evolution von Planetensystemen. (Exoplaneten)
Beobachtung
Wichtigste Methode ist dabei die Spektralanalyse von elektromagnetischer Strahlung, wobei sich der Beobachtungsbereich von Radiowellen (Radioastronomie) bis zu hochenergetischen Gammastrahlen über etwa 17 Zehnerpotenzen erstreckt. Von der Erde aus können außer sichtbarem Licht die Frequenzbereiche von Radiowellen und einige Teile des Infrarotbereichs beobachtet werden. Der größte Teil des infraroten Lichts, ultraviolettes Licht, sowie Röntgenstrahlung und Gammastrahlung können nur von Satelliten aus beobachtet werden, da die Atmosphäre der Erde als Filter wirkt.
Klassifiziert man Sterne nach Spektralklassen und Leuchtkraftklassen, können sie in ein Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) eingetragen werden. Die Lage im HRD legt fast alle physikalischen Eigenschaften des Sterns fest.
Zur Entfernungsbestimmung kann man das Farben-Helligkeits-Diagramm (FHD) benutzen.
Siehe auch: Geschichte der Astrophysik in der Antarktis, Portal:Physik, Portal:Astronomie
