Vorwort zur sechsten Auflage xv

1 Physikalische Grundlagen 1

1.1 Gravitation 1

1.2 Thermodynamik 12

1.3 Strahlung 18

2 Astronomische Instrumente und Beobachtungstechniken 33

2.1 Teleskope 33

2.2 Detektoren 42

2.3 Auswirkungen der Erdatmosphäre 45

2.4 Beobachtungstechniken 47

2.5 Observatorien 59

2.6 Übungsaufgaben zu Kapitel 2 63

3 Das Sonnensystem 65

3.1 Mitglieder und Dimensionen 65

3.2 Bahnbewegungen im Sonnensystem 66

3.3 Physik der Planeten 71

3.4 Planetenmonde 83

3.5 Kleine Körper im Sonnensystem 86

3.6 Zur Entstehung des Sonnensystems 92

3.7 Übungsaufgaben zu Kapitel 3 93

4 Erde und Mond 95

4.1 Bahnbewegung und Rotation 95

4.2 Wechselwirkungen von Mond und Erde 99

4.3 Koordinaten und Zeit 102

4.4 Parallaxen 111

4.5 Raumfahrt 113

4.6 Übungsaufgaben zu Kapitel 4 117

5 Die Sonne 119

5.1 Gesamtbild und Phänomene 119

5.2 Die solare Photosphäre 124

5.3 Sonnenaktivität und das solare Magnetfeld 131

5.4 Das Innere der Sonne 137

5.5 Übungsaufgaben zu Kapitel 5 142

6 Sterne 145

6.1 Globale Größen 145

6.2 Sternspektren 149

6.3 Das Hertzsprung-Russell-Diagramm 159

6.4 Innerer Aufbau von Sternen 167

6.5 Übungsaufgaben zu Kapitel 6 177

7 Entstehung und Entwicklung von Sternen 179

7.1 Sternentstehung 179

7.2 Vom Hauptreihenstern zum Roten Riesen 185

7.3 Endstadien der Sternentwicklung 198

7.4 Enge Doppelsternsysteme 208

7.5 Übungsaufgaben zu Kapitel 7 214

8 Extrasolare Planetensysteme 217

8.1 Nachweis von Exoplaneten 217

8.2 Eigenschaften von Exoplaneten 225

8.3 Entstehung von Planetensystemen 230

8.4 Leben im Weltall? 235

8.5 Übungsaufgaben zu Kapitel 8 240

9 Interstellare Materie 243

9.1 Erscheinungsformen 243

9.2 Physikalische Besonderheiten des ISM 246

9.3 Interstellare Absorptionslinien 251

9.4 Ionisierte interstellare Materie 255

9.5 Heißes interstellares Gas 260

9.6 Das kühle und das kalte ISM 264

9.7 Interstellarer Staub 268

9.8 Zum Ursprung der interstellaren Materie 271

9.9 Übungsaufgaben zu Kapitel 9 272

10 Das Milchstraßensystem 273

10.1 Globalansicht der Milchstraße 273

10.2 Entfernungsbestimmung 276

10.3 Stellarstatistik 279

10.4 Sternhaufen 284

10.5 Die galaktische Scheibe 291

10.6 Weitere Komponenten des Milchstraßensystems 301

10.7 Sternpopulationen 306

10.8 Übungsaufgaben zu Kapitel 10 307

11 Galaxien 309

11.1 Extragalaktische Entfernungsbestimmung 309

11.2 Formen, Größenverhältnisse, Strukturen 313

11.3 Sternpopulationen 322

11.4 Galaxiendynamik 328

11.5 Schwarze Löcher und Aktive Galaxienkerne 338

11.6 Übungsaufgaben zu Kapitel 11 347

12 Die Verteilung der Materie im Universum 349

12.1 Die Lokale Gruppe 349

12.2 Die räumliche Verteilung von Galaxien 353

12.3 Galaxienhaufen 359

12.4 Materie außerhalb von Galaxien 364

12.5 Gravitationslinsen 368

12.6 Erscheinungsformen der Materie 371

12.7 Übungsaufgaben zu Kapitel 12 377

13 Kosmologie 379

13.1 Das empirische Fundament der Kosmologie 379

13.2 Weltmodelle 383

13.3 Bestimmung der kosmologischen Parameter 394

13.4 Der Urknall und das frühe Universum 399

13.5 Übungsaufgaben zu Kapitel 13 407

14 Entstehung und Entwicklung von Galaxien 409

14.1 Strukturbildung im Universum 409

14.2 Populationsstatistik für kosmische Epochen 416

14.3 Entwicklungsprozesse in Galaxien 424

14.4 Galaxienentstehung im kosmologischen Kontext 437

14.5 Übungsaufgaben 446

Anhang 449

A Lösungen der Übungsaufgaben 449

B Weiterführende Literatur 452

C Astronomische Seiten im Internet 454

D Quellennachweis für Abbildungen und Tabellen 455

E Physikalische Konstanten und Einheiten 458

Index 460