IMP-Aus­flug zum Haus der Astro­no­mie

Am 10.03.2023 mach­te die IMP-Grup­pe von Frau Thier­ing eine Exkur­si­on zum Haus der Astro­no­mie auf dem Königs­stuhl, im Rah­men des Erasmus+TASTE Pro­jek­tes.

Wir tra­fen uns um 8:05 Uhr am Bahn­hof und von dort aus ging es mit Zug und Bus zum Haus der Astro­no­mie. Dort ange­kom­men bega­ben wir uns in einen Raum, wo wir unse­re Sachen abstell­ten, und fin­gen dann unter der Lei­tung von Herrn Dr. Mar­kus Pös­sel, dem Direk­tor des HdAs, mit einem Prak­ti­kum zur Illus­tra­ti­on der schein­ba­ren Bewe­gun­gen der Son­ne und der Ster­ne an.

Zuerst wur­den wir in Zwei­er­grup­pen unter­teilt und beka­men danach einen klei­ne Sty­ro­por­ku­gel, die unse­re Modell­er­de dar­stell­te. In die­se sta­chen wir an ver­schie­de­nen Posi­tio­nen Schasch­lik­spie­ße, die jeweils ver­schie­de­ne Posi­tio­nen des Beob­ach­ters auf der Erde mar­kier­ten, und unter­such­ten den unter­schied­li­chen Schat­ten­wurf einer star­ken Licht­quel­le, für die uns ein Over­head­pro­jek­tor dien­te.

Danach beka­men wir einen Glas­kol­ben, der die Him­mels­ku­gel, auf wel­che die Ster­ne schein­bar pro­ji­ziert sind, dar­stell­te. Die­se konn­te man dann von einer Modell­er­de aus sehen, die sich im Inne­ren des Kol­bens befand und mit einem Holz­stab und einem Gum­mi­prop­fen an die­sem fest­ge­macht war.

Wir kleb­ten unter­schied­li­che Ster­ne auf den Kol­ben und fuh­ren die Bewe­gung der Son­ne und der Ster­ne nach. Danach füll­ten wir die Kol­ben halb voll mit Was­ser. Die Was­ser­ober­flä­che war nun unser Hori­zont und alles, was sich jetzt unter dem Was­ser befand, war für uns also nicht mehr „sicht­bar“, also qua­si unter dem Hori­zont. Wir führ­ten jetzt noch­mal die Bewe­gung der Ster­ne und der Son­ne durch und voll­zo­gen z.B. auch nach, dass, da die Erde sich von Nor­den aus gese­hen GEGEN den Uhr­zei­ger­sinn täg­lich um ihre Ach­se dreht, ein Beob­ach­ter der sich mit der Erde dreht und sich in Ruhe denkt, die Ster­ne von Nor­den aus gese­hen sich IMUhr­zei­ger­sinn dre­hen sehen wür­de. Da man aber auf der Erde VON SÜDEN auf den Him­mels­nord­pol schaut, sieht man die Ster­ne schein­bar sich wie­der GEGEN den Uhr­zei­ger­sinn in 24h in einem Kreis um den Polar­stern  dre­hen.

Nach die­sen Erkennt­nis­sen mach­ten wir eine klei­ne Mit­tags­pau­se, in der Frau Thier­ing Kek­se und Bon­bons an alle ver­teil­te. Jetzt ging es mit einer Pla­ne­ta­ri­ums­vor­stel­lung wei­ter und wir schau­ten uns die Bewe­gung der Son­ne noch­mal im Pla­ne­ta­ri­um an. So konn­ten wir jetzt auch die jähr­li­chen Bewe­gun­gen und die Som­mer­son­nen­wen­de und die Win­ter­son­nen­wen­de nach­voll­zie­hen. Bei der Som­mer­son­nen­wen­de hat die Son­ne auf der Nord­halb­ku­gel die größ­te Mit­tags­hö­he eines Jah­res über dem Hori­zont, wäh­rend bei der Win­ter­son­nen­wen­de die Son­ne auf der Nord­halb­ku­gel die nied­rigs­te Mit­tags­hö­he über dem Hori­zont hat. Zudem lern­ten wir uns am Nacht­him­mel zu ori­en­tie­ren, indem wir den Polar­stern (=Pola­ris) fin­den muss­ten. Denn dort wo man die­sen Stern fin­det, ist Nor­den. Nach der Pla­ne­ta­ri­ums­vor­stel­lung schau­ten wir uns noch eine dreh­ba­re Ster­nen­kar­te an und lern­ten damit umzu­ge­hen. Danach stell­ten wir uns mit Pla­ka­ten von Stern­bil­dern in einem Kreis um eine Mit­schü­le­rin auf, die als Son­ne dien­te. So ver­stan­den wir, war­um man nur bestimm­te Stern­bil­der zu gewis­sen Zei­ten sehen kann. Der Grund ist, dass, wenn die Son­ne sich vor einen Stern schiebt oder sie am Him­mel scheint, ihre Leucht­kraft im Ver­gleich zu den ande­ren Ster­nen zu groß ist, um die ande­ren Ster­ne zu sehen. Wenn in der Nacht kei­ne Son­ne scheint und somit kei­ne Licht­ver­schmut­zung vor­han­den ist – außer wenn der Mond von der Son­ne ange­schie­nen wird und so auch sehr hell leuch­tet –  , kann man fast jeden Monat ande­re Ster­ne und Him­mels­ob­jek­te sehen, da die Erde sich wei­ter auf ihrer jähr­li­chen Bahn um die Son­ne bewegt.

Am Ende die­ses Tages gab es einen Stu­di­en­test, um zu über­prü­fen, ob die­se Lehr­me­tho­den des TASTE Pro­jek­tes gut sind, um die kom­pli­zier­ten Bewe­gun­gen der Son­ne und Ster­ne bes­ser zu ver­ste­hen.  Als das erle­digt war, lie­fen wir zu der Bus­hal­te­stel­le zurück, fuh­ren den Berg hin­un­ter und dann von Hei­del­berg nach Neckar­ge­münd, wo wir gegen 15.15 Uhr anka­men und dann nach Hau­se gehen konn­ten. Ein tol­ler Exkur­si­ons­tag war zu Ende.

Timo­thy S.

Inter­na­tio­na­le Aste­ro­iden­su­che

Wie jedes Jahr hat auch die­ses Jahr der Astro­no­mie Kurs von Frau Thier­ing an einer Aste­ro­iden­su­che der „Inter­na­tio­nal Astro­no­mic­al Search Col­la­bo­ra­ti­on“ (IASC) teil­ge­nom­men, wel­che uns von unse­rem Part­ner­insti­tut, dem Haus der Astro­no­mie, ver­mit­telt und von der Har­din Sim­mons Uni­ver­si­ty, in Abile­ne, TX, U.S.A. koor­di­niert wur­de. Hier­bei wer­ten Schü­le­rIn­nen aus Schu­len auf der gan­zen Welt Bil­der aus, die von ver­schie­de­nen Tele­sko­pen auf der Welt (haupt­säch­lich dem 2 Meter Pan­STARRS Tele­skop auf Maui, Hawaii, U.S.A.) geschos­sen wur­den, um auf die­sen Images neue Aste­ro­iden im soge­nann­ten „Main Belt“, einem Aste­ro­iden­gür­tel zwi­schen Mars und Jupi­ter, zu ent­de­cken. Des­halb fand sich auch aus unse­rem Kurs ein Team aus drei Per­so­nen zusam­men und die Aste­ro­iden­su­che konn­te, nach einer klei­nen Ein­wei­sung zum Com­pu­ter­pro­gramm „Astro­me­tri­ca“, im Herbst begin­nen. Wir beka­men also wäh­rend der Aus­wer­tungs­pha­se sehr spon­tan aus­zu­wer­ten­de Bil­der, da man ja nicht im Vor­feld wis­sen kann, wann das Wet­ter für Auf­nah­men geeig­net ist, und muss­ten die­se dann in einem Zeit­raum von 48 Stun­den bear­bei­ten, was wie folgt pas­sier­te. Nach­dem man über die Chat­grup­pe, oder die Web­site der IASC erfah­ren hat­te, dass es neue Image Sets gab, teil­te wir sie unter uns auf und star­te­ten Astro­me­tri­ca, in wel­chem wir dann die Image Sets hoch­lu­den, um sie zu ana­ly­sie­ren. Zunächst wur­den jedoch die Bil­der mit Kar­ten des Nacht­him­mels abge­gli­chen, sowie die Posi­ti­on gege­be­nen­falls kor­ri­giert, falls es nicht ganz passt, um dar­auf­hin die genaue Posi­ti­on der Aste­ro­iden am Nacht­him­mel zu ken­nen. Damit man nun einen Aste­ro­iden von einem Stern unter­schei­den kann, besteht jedes Image Set aus vier kurz nach­ein­an­der auf­ge­nom­me­nen Bil­dern, sodass es ersicht­lich ist, ob sich ein Objekt in einer gera­den Linie bewegt, in etwa die glei­che Hel­lig­keit in allen vier Bil­dern hat und eine glo­cken­för­mi­ge Hel­lig­keits­ver­tei­lung hat, denn dies sind die Haupt­kri­te­ri­en, um einen Aste­ro­iden von einem Stern und von Feh­lern in der Auf­nah­me zu unter­schei­den. So hört es sich natür­lich sehr ein­fach an, einen Aste­ro­iden zu ent­de­cken, aber tat­säch­lich ist es eine ziem­lich anstren­gen­de Auf­ga­be, da die meis­ten gro­ßen Aste­ro­iden bereits gefun­den wur­den, wäh­rend die klei­ne­ren vor allen Din­gen dadurch, dass sie leicht im Hin­ter­grund­rau­schen der Bil­der unter­ge­hen, schwer zu iden­ti­fi­zie­ren sind. Wenn man sie nun doch ent­deckt hat, kann man sie mar­kie­ren, wodurch ihre Posi­ti­on auto­ma­tisch in den soge­nann­ten MPC-Report ein­ge­tra­gen wird, wel­chen man anschlie­ßend auf der Web­site der IASC hoch­lädt. Dadurch kann dann der Fund des Aste­ro­iden wei­ter unter­sucht wer­den, es kann aber eini­ge Jah­re dau­ern, bis mit hun­dert­pro­zen­ti­ger Sicher­heit bestä­tigt wer­den kann, dass tat­säch­lich ein neu­es Him­mels­ob­jekt gefun­den wur­de. In die­sem Fall dür­fen die Ent­de­cker, also wir dann, sogar den Aste­ro­iden benen­nen, was bereits einem Team unse­rer Schu­le gelang, die den Aste­ro­id Ingethier­ing nann­ten (für ein inter­ak­ti­ves App­let sei­ner Bahn um die Son­ne, sie­he: minorplanetcenter.net -> Obser­vers -> Orbits/Observational Data­ba­se -> name: Ingethier­ing ->Inter­ac­ti­ve Orbit Sketch).

Auch wir haben vor allen Din­gen in unse­rer ers­ten Kam­pa­gne vom 18.11.-13.12.22, aber auch in der zwei­ten Kam­pa­gne im Früh­ling (17.4.-12.5.23) die jedoch ein biss­chen weni­ger ergie­big war, eini­ge mög­li­che Kan­di­da­ten für neue Aste­ro­iden ent­deckt, aber ob wir sie wirk­lich benen­nen kön­nen, wird sich erst in ein paar Jah­ren zei­gen. Spaß gemacht hat es alle­mal, auch falls wir am Ende doch ohne ent­deck­ten Aste­ro­iden daste­hen soll­ten.

Bela K., K1

Bild­un­ter­schrift: Das 2m Pan­STARRS Tele­skop auf dem Berg Hale­aka­la, Maui, Hawaii

[Ref.: https://www.cfa.harvard.edu/facilities-technology/telescopes-instruments/pan-starrs-1-science-consortium (1.7.2023)]

Besuch im Ionen­the­ra­pie­zen­trum HIT in Hei­del­berg

Am 22.05.23 besuch­te der 5stündig K2 Phy­sik­kurs mit sei­ner Leh­re­rin Frau Thier­ing das Ionen­the­ra­pie­zen­trum HIT in Hei­del­berg. Frau Hab­bes, eine Phy­sik-Dok­to­ran­din und freund­li­che Mit­ar­bei­te­rin am HIT, emp­fing uns und infor­mier­te uns über die Anwen­dung der Ionen­the­ra­pie zur Krebs­be­hand­lung. Sie erklär­te uns, dass es unter­schied­li­che The­ra­pie­zim­mer gibt. In den nor­ma­len Behand­lungs­zim­mern tritt der Ionen­strahl aus einem fes­ten Win­kel aus der Wand aus, was die Behand­lung man­cher Tumo­re erschwert. Des­halb gibt es das „Gantry“-Behandlungszimmer, in dem der Ionen­strahl mit­hil­fe eines 660 Ton­nen schwe­ren Metall­ge­rüsts belie­big auf den Pati­en­ten aus­ge­rich­tet wer­den kann.

Wir besich­tig­ten zunächst die regu­lä­ren The­ra­pie­zim­mer, die mit moderns­ter Tech­no­lo­gie aus­ge­stat­tet waren. Das Zim­mer war ein sog. Rein­raum, ent­hielt die unter­schied­lichs­ten medi­zi­ni­schen Gerä­te und die Appa­ra­tur, aus wel­cher der Ionen­strahl her­aus­tritt. Frau Hab­bes erklär­te uns die Behand­lungs­me­tho­den. Es wird für jeden Pati­en­ten eine indi­vi­du­el­le Mas­ke erstellt, auf der mm-genau ein­ge­zeich­net wird, wo der Strahl auf­tref­fen muss.

Anschlie­ßend zeig­te Frau Hab­bes uns die haus­ei­ge­ne unter­ir­di­sche Teil­chen­be­schleu­ni­ger­an­la­ge, in wel­chem erst die Ionen (Pro­to­nen oder Koh­len­stof­fio­nen) für das Bestrah­len frei gesetzt, dann in einem Line­ar­be­schleu­ni­ger vor­be­schleu­nigt und schließ­lich in einem Syn­chro­tron auf bis zu 75% der Licht­ge­schwin­dig­keit beschleu­nigt wer­den.  Sei­ne Grö­ße und Kom­ple­xi­tät waren beein­dru­ckend.

Der nächs­te Stopp führ­te uns zum Gan­try-Behand­lungs­zim­mer mit sei­nem geräu­mi­gen Inne­ren und dem in alle Rich­tun­gen dreh­ba­ren Metall­ge­rüst, mit wel­chen der Ionen­strahl fle­xi­bel und päzi­se aus­rich­ten kann.

Fas­zi­nie­rend ist, dass durch einen spe­zi­el­len phy­si­ka­li­schen Effekt, dem Bragg-Effekt, der Ionen­strahl sei­ne gan­ze Ener­gie erst in einer bestimm­ten Ein­dring­tie­fe abgibt, und die­se Punkt durch die Geschwin­dig­keit der Ionen gesteu­ert wer­den kann. Der Strahl kann bis zu 30 cm tief in das Gewe­be ein­drin­gen und weicht höchs­tens um 1 mm vom Ziel ab.

Dadurch kön­nen auch Tumo­re z.B. tief im Gehirn zer­stört wer­den, ohne dass das Gehirn in Mit­lei­den­schaft gezo­gen wird. Bevor es das HIT gab, war die Behand­lung eines sol­chen Tumors unmög­lich.

Der Besuch im Ionen­the­ra­pie­zen­trum HIT war äußerst lehr­reich. Wir erhiel­ten Ein­bli­cke in eine fort­schritt­li­che Anwen­dungs­me­tho­den der Phy­sik und in die Mög­lich­kei­ten der Ionen­the­ra­pie zur Krebs­be­kämp­fung. Gegen Mit­tag ver­lie­ßen wir das HIT mit vie­len neu­en Ein­drü­cken wie­der.

Ben­ja­min W., K2