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Thema: 3D-Karte unserer Milchstraße

  1. #1
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    Standard 3D-Karte unserer Milchstraße

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    Hallo zusammen,

    ich habe es im Nachbarthema ja bereits erwähnt und möchte es hier gerne vertiefen. Wie wäre es mit einem Gemeinschaftsprojekt zur Entwicklung einer 3D-Karte unserer Milchstraße? Dass so etwas für die Raumfahrt ziemlich sinnlos ist, ist mir dabei durchaus klar, trotzdem halte ich den Unterhaltungswert eines solchen Projektes durchaus für groß.

    Man braucht dazu "nur" die Position der Sterne und Objekte und deren Entfernungen. Viele dieser Angaben finden sich bei den bekannteren Objekten bereits in der Wikipedia und mit etwas Hilfe kann man vermutlich auch bereits vorhandene, freie Kataloge verwenden. So reicht die Angabe der Rektaszension, Deklination und Enfernung (in Lichtjahren) aus, um die dreidimensionale Position festzuhalten.

    Ausgehend von Runzelrübes Link bräuchte man noch die Möglichkeit komfortabel zu zoomen und nach Objekten über deren Bezeichnung zu suchen.

    In der vollen Ausbaustufe stelle ich mir dann im Überblick einen 3D-Blick auf die gesamte Milchstraße vor.

    • Man erkennt grob die Spiralarme und das Halo der Kugelsternhaufen
    • Über die Suche findet man die galaktischen Objekte des Messier-Katalogs und die bekannteren Objekte des NGC-Katalaogs u.v.a.
    • Über einen Button findet man einige bekannte Neutronensterne
    • Ein Button verbindet diejenigen Sterne, die unsere bekannten Sternbilder bilden
    • Über das Zoom kann man die nähere Umgebung unseres Planetensystems erkunden
    • Kennzeichnung der Sterne mit Exoplaneten
    • usw.

    Beste Grüße

  2. #2
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    Standard

    Hallo, Bernhard,

    meinst du so etwas wie das Open-Source-Projekt "celestia"?
    Da ist fast alles drin, was du dir oben vorstellst.
    cs, Frank
    frank-specht.de

  3. #3
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    Zitat Zitat von FrankSpecht Beitrag anzeigen
    Da ist fast alles drin, was du dir oben vorstellst.
    Hallo Frank,

    ich muss mir celestia jetzt wirklich mal ansehen. Ich wusste nur nicht, ob man dort den Beobachter auch außerhalb der Galaxis setzen kann.
    Danke für den Link.

  4. #4
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    Hallo Bernhard,

    ich finde diese Idee (schon ziemlich lange) sehr gut, zumal ich im Grunde genommen durch sie hier im Forum gelandet bin.

    Kataloge die diese Positionen auflisten gibt es zwar, aber die sind mehr oder minder auf unsere ‚nähere‘ Umgebung beschränkt.

    CNS3 und Recons wären da für mich die erste Wahl
    Darüber hinaus, aber bei weitem nicht mehr so vollständig, wäre der Hipparchos/Tycho-Katalog und der Katalog von Frau Kharchenko mit 2,5 Millionen Einträgen. Aber nicht erst bei diesem Katalog gibt es das Problem, daß die Entfernungsangaben mit zum aller aller größten Teil riesigen Fehlergrenzen angegeben werden müssen und die meisten Sterne darin eh ohne Entfernungsangabe gelistet sind.

    Bei den Namen der Objekte, (die überhaupt Namen haben) gibt es nicht wenige die mehr als 1 bis 3 Dutzend Namen führen. Die Kreuzidentifikation füllt teilweise eigene Kataloge und ist in selbständiger Hobbyarbeit nur in wenigen (hundert) Fällen möglich. Für einen naiven Neuling (wie mich) tat sich da zunächst mal ein bodenloses Chaos auf, bis ich mir klar machen konnte, wie dieses Chaos historisch zwangsläufig entstehen mußte.

    Im Prinzip kann ich Euch diese Daten aus den Katalogen z.B. als CSV (oder sonst wie separiert) erstellen (wenn auch noch nicht in den kommenden Wochen) Wir müssen uns nur auf ein Format einigen.


    Wenn Du im Celestia Programm mal etwas rumstöberst, wirst Du einen erheblichen Teil Deiner Vorstellungen schon verwirklicht finden (das ist natürlich nicht so schön, wie was selbstgemachtes, extra als Kartentank)

    Ich hatte sowas schon mal vor gut 10 Jahren angefangen, animiert durch den Kartentank in David Braben’s Frontier (Elite2). Translation, Rotation und Expansion mit der Möglichkeit reale und reproduzierbar zufällige Sterne darzustellen. Die reine Darstellung und das Scrollen funktionierte schon und ich meine mich zu erinnern, daß ich bei einem Bug in der reproduzierbar zufälligen ‚Sternproduktion‘ meine Hobbyarbeit unterbrechen mußte und dann nie wieder Zeit und Lust hatte dort weiter zu machen.

    Wenn Du willst, kann ich Dir die Listings aller Enwicklungsschritte zuschicken (geschrieben in GFA-Basic, das kann ich Dir auch mitschicken, dann kannst Du es auch im Ablauf sehen) Ok, bei einem solch alten Programm ist es wohl besser es neu zu schreiben, das geht meistens schneller und heute schreibt man ein solches Projekt auch hobbymäßig doch deutlich anders.

    Herzliche Grüße

    MAC

  5. #5
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Im Prinzip kann ich Euch diese Daten aus den Katalogen z.B. als CSV (oder sonst wie separiert) erstellen (wenn auch noch nicht in den kommenden Wochen) Wir müssen uns nur auf ein Format einigen.
    Hi MAC,

    ich denke ich werde mich jetzt wieder bei sourceforge.net anmelden und mal ein passendes MFC-Projekt für Windows einstellen. Bei celestia kann man nicht komplex navigieren und Deep-Sky-Objekte habe ich auf die Schnelle auch nicht gefunden. Beides finde ich aber wirklich entscheidend. Die paar Rotationen, die zum Navigieren notwendig sind, müsste ich auch selber programmieren können.

    Sobald das fertig ist und gefällt könnte ich auch einen Import von CSV-Dateien einbauen. Ich würde dann auf dieses Angebot sehr gerne zurückkommen.
    Gruß

  6. #6
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    Hallo,
    ich wäre auch dabei, gerade weil ich mir so eine navigierbare Galaxis schon länger wünsche. Allerdings weiß ich nicht, ob ich wirklich Zeit finde...
    Ich halte allerdings das Problem, dass man die Entfernungsangaben der Sterne nur mit einem großen Fehler angeben kann, für grundlegend. Auch kennen wir ja noch nicht mal den uns gegenüberliegenden Teil der Milchstraße z.B.. Ich denke, dass wir nur im Umkreis von ca. 1000 LJ einigermaßen genau bleiben könnten. Dann wäre der Sinn einer kompletten Galaxie irgendwie nicht gegeben.

    Und: Muss es denn wirklich MFC sein? Ich halte für solche Gemeinschaftsprojekte Zwischencode-basierte Sprachen wie Java oder C# für besser geeignet. Gerade Java bietet gute OpenGL-Anbindungen. Bei solchen Sprachen ist die Fehlerrate einfach niedriger und es programmiert sich schneller.
    Stolzer Finder eines Exoplaneten!

  7. #7
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    Zitat Zitat von PlanetHunter Beitrag anzeigen
    ich wäre auch dabei, gerade weil ich mir so eine navigierbare Galaxis schon länger wünsche.
    Prima! Ich habe inzwischen die Anmeldung bei sourceforge.net vorgenommen. Man bekommt da mittlerweile sogar ein Wiki für die Dokumentation. Die ist aktuell natürlich leer, aber hier schon mal der Link: http://sourceforge.net/p/my3dstarchart/wiki/Home/.

    Ich halte allerdings das Problem, dass man die Entfernungsangaben der Sterne nur mit einem großen Fehler angeben kann, für grundlegend.
    Es geht momentan erst mal nur um einen "zivilisierten" Unterhaltungswert und nicht um wissenschaftliche Ziele. Als Ausgangsbasis will ich zumindest die wichtigsten Sternbilder von der Erde aus sehen (umgesetzt, wie bei einer drehbaren Sternkarte - ganz simpel). Dann soll man sagen dürfen, wo sich der Beobachter befindet, z.B. mit Rektaszension, Deklination und Entfernung. Zusätzlich gibt man dann noch vor, wo der Beobachter hinschaut. Ebenfalls wieder mit einer Angabe in Rektasension und Deklination. Man hätte damit als erstes Koordinatensystem das übliche heliozentrische Koordiantensystem mit Frühlingspunkt usw. Alternativ dazu könnte man dann noch ein galaktisches Koordinatesystem verwenden, dessen Ursprung mit dem Schwerpunkt der Galaxis zusammenfällt, aber das wäre dann schon die nächste Ausbaustufe.

    Auch kennen wir ja noch nicht mal den uns gegenüberliegenden Teil der Milchstraße z.B.. Ich denke, dass wir nur im Umkreis von ca. 1000 LJ einigermaßen genau bleiben könnten. Dann wäre der Sinn einer kompletten Galaxie irgendwie nicht gegeben.
    Wie gesagt. Als Datenmaterial stelle ich mir die bekannten/üblichen Sternbilder vor. Man soll z.B. mit dem Programm klären können, wie das Sternbild Leier vom Zentrum der Galaxis aussieht, inklusive Verbindungslinien und den (halbwegs) korrekten Helligkeiten. Die Galaxis ist als Ganzes interessant, wenn man Deep-Sky-Objekte mitnimmt. M13 ist z.B. laut Wikipedia 25,1 kLj entfernt. Die Regionen, die von uns aus gesehen hinter dem Zentrum der Galaxis liegen bleiben natürlich prinzipiell leer. Die Karte hat dann eben ein Void (terra incognita).

    Und: Muss es denn wirklich MFC sein?
    Für mich aktuell schon, weil ich damit sehr schnell entwickeln kann und bereits vorhanden Code einsetzen, bzw. modifizieren kann. Steht das Programm erst mal, kann man es gerne in andere Sprachen übersetzen.

    Ich halte für solche Gemeinschaftsprojekte Zwischencode-basierte Sprachen wie Java oder C# für besser geeignet.
    So was könnte man auch parallel zu (m)einer Grobversion bei sourceforge verwalten.

    Gerade Java bietet gute OpenGL-Anbindungen.
    Auf OpenGl möchte ich für den Anfang ebenfalls verzichten. Die paar Koordinatentransformationen sind viel übersichtlicher und für die Darstellung der Karte kann man mit einer ganz einfachen Halbkugelprojektion schon sehr viel erreichen.

    Als "Format" für die Datenbank bietet sich eine Tabelle mit den Spalten: "RA, D, Entfernung, Helligkeit, Name" an. Wenn MAC da bereits Material hat: umso besser...

  8. #8
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    Hallo Bernhard,

    Namen? Welchen?

    Beispiel Sirius, der den man mit bloßem Auge sehen kann, nicht der weiße Zwerg Sirius B
    Astronomisches Recheninstitut Heidelberg: ARICNS 515
    CNS-Kataloge: Gliese 244 A
    Fifth Fundamental Catalogue: FK5 257
    Henry Draper Katalog HD48915
    Hipparchos Katalog: HIP 32349
    Bonner Durchmusterung BD: -16° 1591
    Yale Parallax Catalogue: YPC 1577.00
    Luyten half second Catalogue: LHS 219
    Bayer-Flamsteed: ALF CMa / Alpha Canis Majoris
    Aitken-Doppelsternkatalog: ADS 5423
    Luyten's Two Tenths Katalog: LTT 2638
    Bright Star-Katalogue: HR 2491
    Smithsonian Astrophysical Observatory Star Catalog: SAO 151881
    Und noch einige common names: Sirius, Hundsstern, Aschere, Canicula

    Im Prinzip hat beinahe jeder Katalog seine eigene Bezeichnung.

    Bei den hellen Sternen ist das alles noch kein wirkliches Problem, aber bei den leuchtschwachen wird’s echt schwierig mit den eindeutigen Zuordnungen.

    Die Einigung auf einen Index (relationale DB) für die Sterne sollten wir Diskutieren. Das Thema ist nicht trivial, wenn wir uns nicht auf die historischen Kataloge, vielleicht noch mit den dazu verfügbaren Hipparchos-Daten beschränken wollen.

    Nur als Eisbergspitze: Der Tycho-Katalog ist nach RA2000 sortiert, mit einer Auflösung von 1 ms, Diese Indexierung ist zwar die eindeutigste mir bekannte, aber sie macht bereits eine 12 stellige Ganzzahl als Index erforderlich und hat den Nachteil, daß die Sterne ihre Positionen verändern, was bei dieser Auflösung schon deshalb keine einfach eindeutige Zuordnung mehr zuläßt, sobald man den 2000er Bezug verläßt. Ganz davon abgesehen, daß es außer dem Tycho Katalog und seinen Derivaten kaum Kataloge mit einer Millisekundenauflösung gibt. Und sollte mal der Hipparchos-Nachfolger starten, wird die Auflösung nochmal um mehr als nur eine Größenordnung zunehmen.

    @ Planet Hunter
    Mit Deinen 1000 Lichtjahren, war das jetzt eine bewußt gewählte Toleranzschwelle, oder eher ein Bauchgefühlt? Die Konsequenz bei einem solchen Radius kann ich Dir mangels Vergleichsmasse nicht quantitativ beschreiben, aber im Umkreis von 25 Parsec (der Radius bei dem der CNS3 mal den Anspruch auf Vollständigkeit erhoben hat, und immer noch eine hervorragende Referenz ist) war ich vor 5 Jahren völlig überraschend mit diesem Phänomen konfrontiert, http://www.astronews.com/forum/showt...=8574#post8574
    Erst UMa hatte hier: http://www.astronews.com/forum/showt...3034#post13034 die richtigen Worte, um meine Denkblockade aufzulösen.

    Und genau in diese Schwierigkeit geraten wir auf jeden Fall, sobald wir auch nur den Hipparchos-Katalag verlassen. Die 3D-Genauigkeit ist bis auf extrem wenige Ausnahmen eine sehr grobe Hausnummer - auch und gerade bei den sehr leuchtstarken Sternen, die weiter weg sind. (Eta Carinae z.B. in Wiki mit 7000 bis 10000 Lichtjahren Entfernung angegeben und das ist, vermute ich mal, nur der 1s Bereich)

    Herzliche Grüße

    MAC

  9. #9
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    Hallo MAC,

    ich möchte das Projekt wirklich möglichst einfach starten. Für den Anfang würden z.B. 100 Sterne bis zu einer Grenzhelligkeit von 4 Magnituden völlig ausreichen. Die Namen, wie Sirius, Prokyon, Capella usw., könnte man am Anfang vermutlich auch erst mal weglassen und durch die griechischen Buchstaben ersetzen, wie z.B. alpha (Canis major) anstelle von Sirius.

    Beim Start des Programms soll man als erstes eine große schwarze Scheibe sehen und in der Scheibe die hellsten Sterne, wie sie ein Beobachter ohne optische Hilfsmittel in einer Großstadt sehen würde. Der besondere Trick an den Programm ist dann, dass man den Standort des Beobachters von der Erde weg in jeden beliebigen Punkt der Galaxis und auch außerhalb setzen kann. Man soll also die Milchstraße aus ganz unterschiedlichen Blickwinkeln betrachten können, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wo die wirklich dicken Brummer des Sternhimmels räumlich sitzen. Sozusagen ein Werkzeug für einen hypothetischen Raumfahrer mit Raumschiff Enterprise.

    Die Beschränkung auf 100 helle Sterne hat auch den Vorteil, dass man von denen dann hoffentlich auch die Entfernung gut genug kennt. Vermutlich wird die Hauptarbeit eh die Zusammenstellung des Zahlenmaterials. Es wäre deswegen auch schön, wenn sich hier möglichst viele Teilnehmer an dieser Sucharbeit beteiligen würden. Der Katalog sollte am Ende natürlich alle Sterne mit bekannter Parallaxe enthalten. An Kataloge wie Tycho oder gar GSC brauchen oder sollten wir momentan tunlichst nicht denken. Einen großen Fundus an Objekten erwarte ich zusätzlich bei den galaktischen Messier-Objekten. Da sind viele Enternungen wenigstens schätzungsweise bekannt und das reicht mir momentan definitiv aus, um dieses Software-Projekt zu starten.
    Gruß

  10. #10
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    Hallo Bernhard,

    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Für den Anfang würden z.B. 100 Sterne bis zu einer Grenzhelligkeit von 4 Magnituden völlig ausreichen.
    Ok, wenn Du akzeptierst, daß beide Bedingungen (100 und 4Mag) nicht gleichzeitig erfüllbar sind, dann findest Du die hellsten 100 hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Hellste_Sterne

    Herzliche Grüße

    MAC
    Geändert von mac (06.08.2011 um 22:29 Uhr)

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