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Bonner Physiklehrer bringt Exoplaneten in die Schulen

Entweder werden astronomische Themen aufgrund von straffen Lehrplänen gar nicht erst in der Schule behandelt (etwa durch doppelten Abiturjahrgang 2013 in NRW) oder tauchen nur am Rande im Physikunterricht auf. Dennoch bieten die Bonner Astronomen seit vielen Jahren eine Lehrerfortbildung an und so waren auch gestern Vormittag über 30 Leute im Hörsaal des Argelander-Instituts für Astronomie (AIfA) anwesend. Den Anfang machte Radioastronomin Nadya Ben Bekhti, die über das vielschichtige Thema des interstellaren Mediums (ISM), wozu auch ihr Arbeitsgebiet über kosmische Magnetfelder gehört, erzählte. Außerdem berichtete u.a. Michael Geffert, dessen Telefon Ende der Woche wegen abstürzender Sojus-Raketenstufe, Meteoritenfall in Russland und Asteroid 2012 DA14 nicht mehr still stand, in seinem Kometenvortrag über die hellen Schweifsterne PANSTARRS (neueste Zahlen) und ISON und gab auch Anregungen für Schüler.

Mittlerweile ist es sogar spruchreif, dass beide Astronomen, die seit Jahren viel Öffentlichkeitsarbeit betreiben, für den Juni einen „Monat der Schulastronomie“ an Bonner Schulen – hoffentlich mit viel Sonnenbeobachtung – anbieten wollen. Eine offizielle Ankündigung steht noch aus, aber die Planung läuft jetzt auch erst an.

Im letzten Vortrag des Tages wurde noch einmal auf das Projekt WIS (Wissenschaft in die Schulen!), dass auch didaktisches Material zur Astronomie anbietet, hingewiesen, wobei zum Ende der Veranstaltung noch ein direkter Dialog zwischen Forschern und Lehrern stattfand. Ein Mitarbeiter des zdi-Schülerlabors der Uni Köln berichtete beispielsweise über die staunenden Schüler der Mittelstufe (8. bis 11. Klasse), die mit einem Spektroskop arbeiteten und für die schließlich Natrium auf der Sonne ganz selbstverständlich war. Zusammenfassend war es eine gelungene Veranstaltung, was auch ein Lehrer zugab, der 300 Kilometer Anfahrt von Vechta hatte.

Der Beitrag „Exoplaneten in der Schule“ stach auf der Fortbildung ganz klar heraus, darüber waren sich selbst die anwesenden Astronomen einig. Matthias Borchardt, Bonner Lehrer für Mathematik und Physik am Tannenbusch-Gymnasium, möchte Exoplaneten in die Schulen bringen. Bereits 2011 war er mit einem Tischmodell zum Nachweis von Transitplaneten (letztes Bild) bei „Schüler experimentieren“ dabei und holte den 2. Platz. Nun hat der Physiklehrer vergangenens Jahr verschiedene Anwendungen in Delphi programmiert und ein Beispielkonzept für einen Astrokurs für Klasse 9 ausgearbeitet (Bild 1 und 2). Jetzt warten seine Programme auf den Einsatz im Unterricht – vielleicht schon im nächsten Schulhalbjahr -, wozu nun alle Physiklehrer aufgerufen sind; Rückmeldungen an Matthias Borchardt sind ausdrücklich erwünscht. Alle vier Freeware-Exoplaneten-Programme inkl. zusätzlicher Animationen können einfach hier von seiner privaten Homepage runtergeladen werden. Das Beeindruckende an dieser Arbeit ist, dass hier nicht mit irgendwelchen Zahlen programmiert wurde, sondern mit dem echten Formalismus aus Fachbüchern gerechnet und an tatsächlichen Planeten getestet wurde.

Wie alle angebotenen Anwendungen bietet das Programm zur Transitmethode viele Einstellmöglichkeiten, so dass unterschiedliche Profile von Lichtkurven nachvollziehbar werden (Bild 3). Es werden sogar die Randverdunklung des Sterns und Sternflecken (Bild 4) berücksichtigt, außerdem sind Beispiele echter Exoplaneten enthalten. Überaus anschaulich und vielseitig ist ebenso das Tool zur Radialgeschwindigkeitsmethode, wobei sich der unsichtbare Planet durch den Dopplereffekt seiner Sonne verrät, gelungen. Die Bahn lässt sich frei im Raum drehen und die Bahnparameter sowie die beteiligten Massen sind veränderbar (Bild 5). Auf diese Weise erhält der Schüler ebenfalls ein Gespür dafür, wie einzelne Parameter die Form des Signals beeinflussen. Vertieft wird das in einem separaten Programm zur Kurvenanpassung, wobei frei wählbare Werte für Winkel, Exzentrizität,  Periode usw. an eine Doppler-Kurve eines echten Exoplaneten angepasst werden (Bild 6). Für Fortgeschrittene bietet sich noch die Anwendung zur Microlensing-Methode an. Damit lassen sich sogar weit entfernte Exoplaneten entdecken, allerdings müssen die sich im sog. Einstein-Ring befinden, so dass durch den Gravitationslinseneffekt ein kleiner Helligkeitssprung entsteht (Bild 7). [Nico Schmidt]

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Ein Astronomie-Professor wie ein US-TV-Comedian

Jedes Frühjahr läd das DLR in Porz-Wahn zu einem öffentlichen „Astroseminar“ auf den Campus, das diesmal unter dem Motto „Himmel und Erde“ stand – und den letzten Vortrag 2012 lieferte gestern Artie Hatzes ab, Direktor der Thüringer Landessternwarte Tautenburg und eigentlich ein Grieche aus Texas. Entsprechend originell fiel auch sein Vortrag aus, sprachlich wie von der Gestik her, die zuweilen an amerikanische TV-Comedians erinnerte. Neben einem Abriss über die Exoplaneten-Forschung hatte Hatzes auch manche Kuriosa zu bieten, so ein Exo-Australien, das er auf einer künstlerischen Darstellung des Planeten CoRoT-7b entdeckt hatte – oder die Bewohner von Planeten anderer Galaxien. Denn Hatzes neigt bei aller Entdeckungsflut eher der Sichtweise zu, dass Planetensysteme wie das unsrige ziemliche Raritäten sind, mit vielleicht nur einem einzigen von Intelligenz bewohnten Planeten pro Galaxie. Und auf die Frage, wie er eigentlich zur Astronomie gekommen sei, holte Hatzes richtig weit aus: Das weiß er nämlich noch ganz genau, 1969 war’s. Damals musste er sich schon im Juni etwas zu Weihnachten wünschen, weil die arme Einwandererfamilie ein halbes Jahr drauf sparen musste, und eigentlich wollte der kleine Rocker unbedingt ein Schlagzeug. Aber die (durch das gerade laufende Apollo-Programm motivierte) Alternative Teleskop schien ihm realistischer – und genau so eins fand er dann unter’m Weihnachtsbaum. Noch heute steht es in Tautenburg in seinem Büro … [Daniel Fischer]