Text: Bernd Koch. Fotos: Martin Limbach, Stefan Jocobs und Bernd Koch
Unsere erfolgreichen Teilnehmer aus der Astrogruppe, alle Schüler in der Stufe Q2, traten in der Kategorie Geo- und Raumwissenschaften an. Vlnr: Erek Stemminger (CFG), Jonas Jacobs (Humboldtgymnasium, Solingen), Lukas Spieß (CFG), Leander Siegels (CFG), Christian Rakic (CFG) und Betreuer der Arbeiten, Bernd Koch (CFG).
Die Arbeiten von Erek Stemminger, Christian Rakic / Leander Siegels wurden von der Jury (rechts: Niklas Hentges und Dr. Lukas Varnhorst) für den NRW-Landeswettbewerb in Düssledorf 19.-21. März 2024 ausgewählt.
Die erste Runde des diesjährigen Wissenschaftswettbewerbs Jugend forscht fand gemeinsam mit Schüler experimentieren am 2. März 2024 unter dem Motto „Mach dir einen Kopf“ in der Maschinenhalle des Ausrichters Gründer- und Technologiezentrum Solingen statt. Unter der Schirmherrschaft des Solinger Oberbürgermeistes Tim Kurzbach präsentierten in beiden Wettbewerben insgesamt 73 Schüler ihre 40 Projekte in den Kategorien Technik, Arbeitswelt, Biologie, Physik, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik und Chemie. Vertreten waren Schüler aus Schulen von Wuppertal, Remscheid, Velbert, Langenfeld, Erkelenz, Waldbröl, Köln und Leverkusen. Einen Bericht des Organisators der Veranstaltung (mit Schwerpunkt auf die Solinger Schulen) findet man hier: https://www.solingen-business.de/regionalwettbewerb-jugend-forscht-2024-erfolgreiche-erfindungen-aus-solingen-und-der-region-ausgezeichnet.
Unsere Astrogruppe trat in der Kategorie Geo- und Raumwissenschaften mit vier Arbeiten an, die unter dem Dach des am Carl-Fuhlrott-Gymnasiums angesiedelten Schülerforschungszentrums Wuppertal angefertigt wurden. Alle Arbeiten entstanden am Schülerlabor Astronomie des CFG und wurden von Bernd Koch betreut. Das CFG hatte als einzige Schule im Wettbewerb in dieser Kategorie Abeiten angemeldet.
1. Platz (Regionalsieg) in der Kategeorie Geo- und Raumwissenschaften für Christian Rakic und Leander Siegels
Christian und Leander beschäftigten sich mit dem Wolf-Rayet-Stern WR136 und seinem assoziierten Nebel NGC 6888. Sie bestimmten spektroskopisch die Geschwindigkeit des Sternwindes des Roten Riesensterns, der kurz vor der Explosion als Supernova steht. Dieser treibt seinen Sternwind in den von ihm erzeugten Nebel NGC 6888, dessen Ausbreitung ebenso gemessen wurde. Sie fertigten mit dem 50cm-Teleskop PlaneWave CDK 20 der Sternwarte ein farbenprächtiges Bild der Nebelhülle an. Damit haben sich Christian und Leander für den NRW-Landeswettbewerb 19.-21. März 2024 in Düsseldorf qualifiziert.
Spektroskopie des Wolf-Rayet-Sterns WR136 und Fotografie des Emissionsnebels NGC 6888
In dieser Arbeit wird der Sternwind des Wolf-Rayet-Sterns WR136 im Spektralbereich 400nm bis 700nm anhand eigener Aufnahmen spektroskopisch untersucht. Dabei lässt sich aus der Analyse des Lichts mit Hilfe des Doppler-Effekts die Geschwindigkeit des Sternwindes berechnen. Des Weiteren wird die chemische Zusammensetzung des Sterns bestimmt und eine Klassifizierung vorgenommen. Parallel dazu wird der mit WR136 assoziierte Emissionsnebel NGC 6888 fotografisch im Licht des Wasserstoffs und Sauerstoffs analysiert. Dessen Morphologie wird im Zusammenhang mit der Strahlung von WR136 im Zentrum betrachtet, welche mit dem interstellaren Medium interagiert. Als Grundlage wird zusätzlich auch die Expansionsgeschwindigkeit des Nebels spektroskopisch bestimmt. Die erzielten Ergebnisse werden in Relation zu früheren Forschungsergebnissen gesetzt.
Regionalsieg für das beste interdisziplinäre Projekt für Erek Stemminger
Erek untersuchte den Stern gamma Cassiopeiae mit einem hochauflösenden Spektrographen. Ziel war, die Geschwindigkeit und die relative Masse (Spektroskopiker sprechen vom EW-Wert) der den Stern umgebenden Scheibe aus leuchtendem Wasserstoff zu bestimmen. Im Ergebnis konnte Erek nachweisen, dass sich die Masse seit wenigen Monaten verringert hatte. Damit hat sich Erek für den NRW-Landeswettbewerb 19.-21. März 2024 in Düsseldorf qualifiziert.
Spektroskopische Untersuchung der Wasserstoffscheibe um den Be-Stern gamma Cas
In dieser Jugend-forscht-Arbeit wird der Be Stern gamma Cas spektroskopisch analysiert. Hierfür werden hochauflösende Spektren im Bereich der H-alpha-Linie mithilfe eines LHIRES III Spektrographen an der Schulsternwarte des Carl-Fuhlrott-Gymnasiums aufgenommen. Der Schwerpunkt der Spektralanalyse liegt dabei auf der Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden Gasscheibe. Des Weiteren werden mit dem DADOS-Spektrographen aufgenommene Übersichtsspektren zwischen 400 nm und 700 nm zur Elementanalyse herangezogen. Die aus den Untersuchungen resultierenden Ergebnisse werden anschließend diskutiert und mit einem Langzeitmonitoring verglichen. Zuletzt werden die aufgenommenen Spektren mit denen anderer Be-Sterne verglichen und mögliche Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede aufgegriffen
2. Platz in der Kategeorie Geo- und Raumwissenschaften für Lukas Spieß
Lukas stellte sich die Aufgabe, die Rotationsdauer des Planeten Jupiter auf unterschiedliche Weise zu bestimmen und das Ergebnis zu bewerten. Dies gelang ihm anhand eines hochauflösenden Spektrums des Planeten entlang Jupiteräquators, indem Lukas die Schrägstellung der Spektrallinien aufgrund des Dopplereffekts vermaß. Zudem nahm Lukas Videos des Planeten auf (rechtes Poster) und konnte aus diesen die Rotationsdauer ableiten. Die Videos wurden gestackt und die einzelnen Bilder zu einer Plattkarte der Oberfläche zusammengefügt. Abschließend konnte eine Animation in Form eines sich drehenden Planeten erstellt werden.
3D-Kartographie und Rotationsbestimmung des Planeten Jupiter
Dieses Jugend-forscht Projekt befasst sich mit der Kartographie der Wolkenoberfläche und Bestimmung der äquatorialen Rotationsdauer des Planeten Jupiter. Am 0,5m CDK20-Spiegelteleskop der Sternwarte des Carl-Fuhlrott-Gymnasiums in Wuppertal angefertigte Videoaufnahmen des Planeten bilden die Grundlage. Die mit der Software WinJupos angefertigte Gesamtkarte wird mit Hilfe der 3D-Software Blender als Textur über ein sphärisches Mesh gelegt. Das Ergebnis ist eine 3D-modellierte Planetenkugel, die von allen Seiten betrachtet werden kann. Die Bestimmung der Rotationsdauer erfolgt zum einen anhand des Vergleiches der Videoaufnahmen, zum anderen über die Messung der Dopplerverschiebung einer Spektrallinie zwischen östlichem und westlichem Planetenrand. Dazu wird mit dem LHIRES III-Spektrografen ein hochaufgelöstes Spektrum aufgenommen und ausgemessen. Die Ergebnisse werden hinsichtlich der Genauigkeit beider Methoden diskutiert.
3. Platz in der Kategeorie Geo- und Raumwissenschaften für Jonas Jacobs
Jonas untersuchte den Exoplaneten Kepler-412b und bestimmte dessen Größe. Es handelt sich um einen Riesenplaneten ähnlich „unserem“ Planeten Jupiter im Sonnensystem. Zum Einsatz kam die Transitmethode, bei der in einer Art Sternfinsternis der Planet eine Zeitlang vor dessen Mutterstern vorüberzieht und ihn minimal abdunkelt. Jonas fielen beim Studium der Fachpublikationen zu Kepler-412b Diskrepanzen in den Ergebnissen früherer Forscher auf und konnte nachweisen, dass der eine Wissenschaftler vom anderen Werte einfach übernommen hat, möglicherweise ohne genaue vorherige Prüfung.
Bestimmung der Systemparameter des Exoplaneten Kepler-412 b mit Hilfe der Transitmethode
Diese Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Berechnung und Überprüfung der Systemparameter des Exoplaneten Kepler-412 b und dessen Mutterstern. Dafür wird ein Transit von Kepler-412 b beobachtet und nach der Kalibrierung eine Lichtkurve erstellt. Daraufhin erfolgt die Auswertung des Datensatzes auf der Plattform Exoplanet Transit Database (ETD). Zusätzlich werden eigene Berechnungen mittels der Gesetze der Himmelsmechanik durchgeführt. Anschließend werden die Ergebnisse im Hinblick auf die Messungen der professionellen Astronomie bewertet. In Forschungsarbeiten der Jahre 2018/2019 weichen einige Systemparameter gegenüber denen der Jahre 2014-2017 ab. Daraus ergeben sich unterschiedliche Werte für den Planetenradius. Diese Diskrepanzen werden in dieser Arbeit thematisiert.
Medienecho
Quelle: Solinger Tageblatt