Wintersemester 2026/2027

1300211201
LV-Anmeldung möglich
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Lehrinhalt

Diese Vorlesung ist der erste Teil des WP Astro Moduls "Einführung in die Astronomie und Astrophysik", das aus 2 Semestern Vorlesung mit Übungen besteht, und einem Praktikum.

Es geht um das physikalische Verständnis unseres Universum jenseits der Erde: 
-- wie erforscht man das Universum?
-- wie kommt man von Beobachtungen zu einem physikalischen Verständnis?
-- Was sind die grundlegenden Erkentnisse, vom Sonnensystem zum Urknall?

Im ersten Semester (WS) werden folgende Themenkreise behandeln:
— eine kurze Reise durch den Kosmos: erster Überblick
— Astronomische Grundlagen : astronomische Beobachtung;
     elektromagnetische Strahlung; Entfernungsmessung; Sonnensystem 
— Physik der Sterne: Sternaufbau und Energieerzeugung
— Phasen der Sternentwicklung: von der Geburt bis zu weissen Zwergen und schwarzen Löchern
— Physik des interstellaren Mediums: Gas und Staub

Homepage: https://uebungen.physik.uni-heidelberg.de/vorlesung/20252/2095

Voraussetzungen

Grundlagenkenntnis Physik (typischerweise c.a. 4 Semester)

Lehrziel

-- Sicht auf Astronomie als Teilgebiet der Physik -- Verständnis astronomischer Methoden und Schlussweisen -- Grundlagenkenntnis von Methoden, Planeten, Sternen und interstellarem Gas

1300212104
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

The lectures will introduce the foundations of modern cosmology. Topics include the basics of General Relativity, the modeling of a homogeneous and isotropic universe, dark matter, the cosmological constant and dark energy, cosmic inflation, and the thermal history of the universe, including cosmological nucleosynthesis and the cosmic microwave background. We will also study cosmic structure formation in both the linear and non-linear regimes. After establishing the theoretical framework, the course will explore the key observational evidence that underpins our current understanding of the universe.
Webpage: https://uebungen.physik.uni-heidelberg.de/vorlesung/20252/2105

1300212200
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Lehrinhalt

The lecture is equivalent to the bachelor module parts WPAstro.1+2 during the winter and summer terms but requires a slightly higher level of basic physical knowledge. 

Nevertheless also motivated 3rd semester BSc students are welcome to participate. 
This lecture is organised as a block course with 2 parts from Sep. 21 - Oct. 9, 2026. 

Certificates are only given for active participation in the exercises (meaning also being present at all exercises) and passing the written examination.

Homework should/can be done in groups of 2(3)

Bachelor students

You can choose:

WPAstro.1,2:
- 8CP with marks (lab course needed for complete module)
- The written examination will be graded
- Marks count for the full 10CP including the lab course

MVAstro0:
- 8CP, no marks as a master module in the ‘Wahlbereich’
-
Master students (MVAstro0)
- 8CP, no marks - only passed
- Can be used as part of MVMod (specialisation in Astrophysics)
- Can be used as an option: just 8CP

PhD (including IMPRS)
Active participation in exercises is strongly recommended, and a successful written exam for certificate

More info on the rules for studying astronomy in Heidelberg: https://www.zah.uni-heidelberg.de/fileadmin/user_upload/downloads/Miscellaneous/Studyplan_Astro_English.pdf


Lecturers: Prof. Dr. Kees Dullemond, Dr. Markus Pössel

Lecture Introduction to Astronomy (V, block)
Time: daily 9:30 - 13:00, 21.09. - 9.10.2026 (1 free day on October 7)
Location: gHS (großer Hörsaal at Phil.12, 2nd floor) 

Exercises to Introduction to Astronomy 
Time: daily 14:30 - 16:00 (group 1), 16:00-17:30 (group 2)
Location: Hörsaal Albert-Ueberle-Str. 7


Content
21.09. Course introduction, Nearby Universe, Radiation and stars (Dullemond)
22.09. Radiation and stars, Observations (Dullemond)
23.09. Stellar atmospheres, Stellar structure pt. 1 (Dullemond)
24.09. Stellar structure pt. 2 (Dullemond)
25.09. Compact objects: white dwars, neutron stars, black holes (Dullemond)
28.09. Compact objects ctd., Interstellar medium (Dullemond)
29.09. Star formation, planet formation (Dullemond)
30.09. Our expanding universe (Pössel)
01.10. Our expanding universe, The Big Bang Phase (Pössel)
02.10. The Big Bang Phase, Structure Formation (Pössel)
05.10. Galaxy basics, Star Formation and chemical evolution (Pössel)
06.10. Stellar motion and Gas Motion, The Milky Way galaxy (Pössel)
08.10. Central regions and central black holes, AGN, Gravitational lensing (Pössel)
09.10. Galaxy environments, Milky Way Archaeology, Galaxy evolution (Pössel)

TBD:  Written exam

1300212202
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

Lecture: Thursdays, 14:15-15:45
Tutorial Group 1: Thursday, 15:45-17:15
Tutorial Group 2: Thursday, 17:15-18:45 (possible second group)

Location: 
Philosophenweg 12, Kleiner Hörsaal

Preliminary Schedule:
18.4.24: Introduction (Stefan Jordan)
25.4.24: Stellar structure 1 (Ralf Klessen)
02.5.24: Stellar structure 2 (Ralf Klessen)
09.5.24: Himmelfahrt
16.5.24: Stellar structure 3 (Ralf Klessen)
23.5.24: Energy transport (Stefan Jordan)
30.5.24: Fronleichnam
06.6.24: Energy production (Stefan Jordan)
13.6.24: Main sequence (Stefan Jordan)
20.6.24: Stellar evolution to the AGB (Stefan Jordan)
27.6.24: Late stages of stellar evolution (Stefan Jordan)
04.7.24: Stellar atmospheres, stellar spectra (Stefan Jordan)
11.7.24: Stellar pulsations, rotation, magnetic fields (Ralf Klessen)
18.7.23: Stellar spectra (Stefan Jordan)
25.7.23: Written exam (Ralf Klessen, Stefan Jordan)

Seminar:
 2-3 full days between July 29 and  Aug 2, 2023

Voraussetzungen

- Content of WPAstro/MVAstro0, MKTP2 - Additional content to be announced by lecturer

1300212302
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

Lecture on the formation of stars and planets. 
More details can be found on the course website (see link below).

Voraussetzungen

Introductory astronomy knowledge required (e.g. MVAstro0 or equivalent)

1300212304
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

From binaries to Dwarf galaxies and everything in between: Binaries; Star clusters: chemical elements & their formation; dynamics & structure; dwarf galaxies: chemical evolution & Dark Matter; different flavours of star clusters and dwarf galaxies.

1300212306
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

As most of the radiation we receive from galaxies is star light, we can use it to measure and study their properties. These lectures aim at showing how much we can learn about galaxy evolution from the study of stellar populations in galaxies (young to old stellar clusters, field stars, resolved and integrated stellar populations). We will review the methods commonly used in this respect, all resting on our understanding of stellar evolution, and discuss the results obtained when we apply them to observational data, such as multi-wavelength photometry and spectroscopy.

1300212308
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

C1: - Basic properties of fluids and plasmas in astrophysics
	Ideal versus dissipative fluids
	Euler and the Navier-Stokes equations
	Compressible, weakly compressible and incompressible fluid flows
	Magnetohydrodynamics
C2: Numerical methods in hydrodynamics
	The equations in the finite space
	Conditionally versus unconditionally stable numerical schemes
Explicit & implicit formulation
	Preconditioning techniques and defect-correction iteration procedure

C3: Introduction to programming and computer-solving of simple      
       equations
C4: Introduction to General Relativity & Relativistic Cosmology
	Derivation of the relativistic & general relativistic Euler and Navier-Stokes equations
	Dynamics of the expanding univbbbberse
	Basic concepts in modern cosmology: 
Black holes, dark matter, dark energy, inflation
C5: Numerical aspects of relativistic Cosmology: UNIMOUN

1300212310
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

Stellar structure, evolution and explosions, including practical tutorials based on the MESA stellar evolution code. 

In the first half of the term, teaching will be via classical blackboard-style lectures that lay the foundation of stellar evolution. In contrast to classical lectures on stellar astrophysics, the second half is a practical course where students employ the stellar evolution code MESA to study the evolution and final fates of low-, intermediate- and high-mass stars. This allows us to follow the evolution of stars interactively, enabling us to investigate stellar structures in great detail. For the practical part, a laptop is required (all operating systems are supported). 

All course materials will be provided online.

1300212311
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

Introduction to the dynamics of systems dominated by gravity (from planetary systems to galaxies) and their numerical treatment.

1300212314
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

In this class, we will discuss the basics of asteroseismology. After some more theoretical introduction, each student will analyse a star for its asteroseismic signal and deduce stellar parameters. We end with a journal club.

1300212317
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

This is a five day block course Feb. 15 - 19, 2027 with lectures in the morning and practical hands-on exercises in the afternoon. We will learn the basic technique to use GPU (graphical processing units, graphics cards) for numerical accelerated computing at the example of CUDA - an extension of the C programming language, which is used for the NVIDIA GPU accelerated supercomputer to be used in our course. More general approaches for other systems will be discussed. Concepts of parallel programming are introduced. GPU accelerated parallel computing is a technique, which is now widely used in computational physics and astrophysics. Many supercomputers of EuroHPC Petascale systems use GPU.
Topics: Parallel Computing, GPU Hardware, Elements of CUDA Language, Data Transfer, Vector and Matrix Operations, Simple Application for N-Body Problem.

Voraussetzungen

Basic knowledge of a higher programming language such as C, C++, Fortran or similar

Teilnahmekriterien und Anmeldung

Registration for Special Lectures closed. If you want to participate in this course please mail your name and Matrikel No. to thimm@uni-heidelberg.de. He will then add you as participant.

1300212318
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

- Lessons learned from gravitational wave sources.
- Compact object formation from stars and binary stars.
- Dynamics of compact objects in dense star clusters.
- Merger rate density evolution of binary compact objects across cosmic time.
- Observations and models of dormant compact objects.
- Numerical models of compact-object populations.

Voraussetzungen

No prior knowledge required apart from basic physics. However, some experience with computer programming and the use plotting software is assumed. As a tip: "Introduction to Astronomy" (or equivalent course) and "Python for Scientists" or "Advanced Python for Scientists" are an excellent basis for this course, but not a prerequisite.

Lehrziel

After completion of this course, the students will acquire state-of-the-art knowledge in the field of astrophysical compact objects. They will be aware of the main results of gravitational-wave observatories, and will have advanced knowledge of the formation channels of binary compact objects and dormant black holes. They will run some of the main scripts and codes to model compact object formation (population synthesis codes, direct N-body codes, semi-analytic codes, simplified LIGO-Virgo data analysis scripts).

1300212322
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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1300212356
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

- Observable signatures of black holes and binaries thereof, calculations of predictions in GR
- Post-Newtonian approximation
- 3+1, Numerical Relativity
- Black Hole images with Very-Long baseline Interferometry (EHT): theory and data analysis
- Accreting black holes, GRMHD
- Bayesian Methods
- Simulated data generation and utilization: eht-imaging, PyCBC, Bilby, Themis

Voraussetzungen

Bachelor in physics, special relativity, some programming experience, basic knowledge of black holes and relativistic astrophysics

1300213300
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

Der dreiwöchige Blockkurs zur Einführung in die Astronomie (PASTRO) für Lehramtstudierende der Physik an Gymnasien an der Universität Heidelberg wird am Haus der Astronomie durchgeführt (zu erreichen mit den Buslinien 30 und 39 oder mit der Bergbahn). Er findet immer im Wintersemester in der vorlesungsfreien Zeit im Februar oder März statt. Präsenzzeit ist jeweils von 9:30-12:30 Uhr, es gilt Anwesenheitspflicht. Bitte beachten Sie, dass Sie an den Nachmittagen Zeit zur Vor- und Nachbereitung sowie zum Bearbeiten von Aufgaben benötigen und planen Sie entsprechend!

Behandelte Themen sind: Größenordnungen des Kosmos, Himmelsmechanik und Orientierung am Sternhimmel, Teleskoptechnik und Spektroskopie, das Sonnensystem, die Sonne, Sterne, Exoplaneten, die Milchstraße und andere Galaxien und Kosmologie.

Voraussetzungen

PEP1-2 , PTP1-2 und PMPL1-2

1300262201
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

Im Laufe des letzten Jahrhunderts haben bahnbrechende Experimente die Geheimnisse der Neutrinos entschlüsselt, winzige Teilchen, die für das Standardmodell, die Astrophysik und die Kosmologie von grundlegender Bedeutung sind. Von ihrem ersten Nachweis über die revolutionäre Entdeckung der Neutrino-Oszillationen bis hin zur Bestätigung, dass Neutrinos massebehaftet sind, hat jeder Meilenstein unser Verständnis des Universums neu geprägt. In diesem Vortrag betrachten wir die wichtigsten Experimente, die vom Rätsel der Sonnenneutrinos bis zu modernen Observatorien an Teilchenbeschleunigern reichen. Sie werden sehen, wie Neutrinos Einblicke in das Innere der Sonne, in Supernovae sowie in die Bedingungen des frühen Universums gewähren. Da ihre Masse auf Physik jenseits des Standardmodells hindeutet, sind Neutrinos der Schlüssel zur Beantwortung einiger der tiefgreifendsten Fragen in der Physik. Begeben Sie sich mit uns auf eine Reise in eine unsichtbare Welt, in der die kleinsten Teilchen die größten Antworten bereithalten.

1300282202
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

- Basic concepts of numerical simulations, continuous and discrete simulations
- Discretization or ordinary differential equations, integration schemes of different order
- N-Body problems, molecular dynamics, collisionless systems
- Discretization of partial differential equations
- Finite element and finite volume methods
- Lattice methods
- Adaptive mesh refinement and multi-grid methods
- Matrix solvers and FFT methods
- Monte Carlo methods, Markov Chains, applications in statistical physics

Voraussetzungen

No prior knowledge required apart from basic physics. However, some experience with computer programming and the use plotting software is assumed. As a tip: the course "Python for Scientists", offered on a regular basis by the physics and astronomy department, would be an excellent basis for this course (but not a prerequisite).

Lehrziel

After completion of this module, the students are endowed with the capacity to identify and classify numerical problems. They have reached active understanding of applicable numerical methods and algorithms. They are able to solve basic physical problems with adequate numerical techniques and to recognize the range of validity of numerical solutions.

1300210210
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

Lehrinhalt

Übungen am 70cm Teleskop der Landessternwarte Heidelberg.

Voraussetzungen

Teilnahme an Vorlesung "Einführung in die Astronomie und Astrophysik I".

Lehrziel

Selbstständige Vorbereitung und Planung von astronomischen Beobachtungen. Eigenständige Durchführung von astronomischen Beobachtungen mit dem Teleskop.

Teilnahmekriterien und Anmeldung

Die Beobachtungen sind Teil von WPAstro.3 und MVAstro1.2. Die Teilnahme ist freiwillig, nicht verpflichtend, da sie Abends stattfinden.  Die Anmeldung findet über eine DOODLE-Liste statt, der Link dazu ist auf der WEBSeite unter https://www.lsw.uni-heidelberg.de/users/jheidt/praktikum/index.html ab dem 16. Oktober zu finden.  Die Beobachtungen werden jeweils Mo,Di und MI in zwei Schichten zunächst ab Ende Oktober bis Weihnachten angeboten.

1300211241
LV-Anmeldung möglich
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Lehrinhalt

Von der Entstehung der Sonne, über die Entwickliung der Protoplanetaren Scheibe zu Planeten mit ihren Ringen und Satelliten, Exo-Planeten und die Frage der Bewohnbarkeit.

1300211243
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Lehrinhalt

Der Schwerpunkt dieses Pflichtseminar liegt auf der Beobachtung von Exoplaneten, von Beobachtungsmethoden (Radialgeschwindigkeit, Transitnachweis usw.) bis hin zur Charakterisierung der Atmosphären von Exoplaneten mittels Spektroskopie.
Zu jedem Thema in diesem Bereich werden eine oder mehrere aktuelle Papers zur Verfügung gestellt, und es besteht die Möglichkeit, den Inhalt dieser im Vorfeld zu diskutieren.

Voraussetzungen

-

Lehrziel

siehe Modulhandbuch

1300212208
Anmeldung ab 01.10.2026 möglich
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Lehrinhalt

Participation in the seminar is necessary to obtain credit points for the module MVAstro2.2.

1300212335
LV-Anmeldung möglich
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1300212365
LV-Anmeldung möglich
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Lehrinhalt

This MVSem course will focus on astrophysical sources of gravitational waves in the LIGO-Virgo-KAGRA and Einstein Telescope frequency range. These sources are stellar-sized black holes, intermediate-mass black holes, and neutron stars. The offered topics will cover data analysis, theoretical, and computational aspects.

Example papers include but (of course) are not limited to:
- https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021hgwa.bookE..16M/abstract
- https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2026arXiv260527226T/abstract

1300215104
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300262203
LV-Anmeldung möglich
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Lehrinhalt

Astronomical and cosmological observations require the existence of dark matter in our universe. Today, Dark Matter is generally thought to have particle nature, where the dark matter particles have relatively long lifetimes, interact gravitationally and, possibly, also via the weak interaction.

In the Standard Model of particle physics, only neutrinos have the correct properties, but, due to their small mass, neutrinos can only account for a small fraction of the observed Dark Matter in our universe. In extended versions of the standard model sterile neutrinos, in particular keV-sterile neutrinos can contribute as warm dark matter candidates.

Light supersymmetric particles are an example for weakly interacting massive particles (WIMPs) which are candidates for cold darm matter. Other viable dark matter candidates are axions, which have been introduced to solve the strong CP-problem of QCD, or axion-like particles.

The seminar will address the astrophysical and cosmological evidences which led to the postulation of dark matter. It will discuss the most prominent dark matter candidates and the different direct and indirect methods to search for their existence. Particular emphasis is put on the determination of neutrino masses, the search for sterile neutrinos, WIMPS and axions.

1300211291
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

Lehrinhalt

Durchführung von mehreren astrophysikalischen Versuchen je nach Kenntnisstand innerhalb einer Woche. Diese decken grosse Gebiete in der Astronomie ab. Dauer pro Versuch 1-1.5 Tage. Kein separates Protokoll oder Hausarbeit notwendig.

Voraussetzungen

Teilnahme an Vorlesung Einführung in die Astronomie und Astrophysik I (minimum). Teilnahme an  Einführung in die Astronomie und Astrophysik I+II empfohlen, aber keine Vorausetzung. Falls beide Vorlesungen besucht wurden, größere Versuchauswahl (Extragalaktik, Kosmologie).

Lehrziel

Selbstständige Bearbeitung experimenteller Fragestellungen. Kennenlernen und Vertiefung diverser astronomischer moderner Tools wie zB Datenreduktion, virtuelles Observatorium, Interpretation diagnostischer Diagramme.

Teilnahmekriterien und Anmeldung

https://www.lsw.uni-heidelberg.de/users/jheidt/praktikum/index.html

1300212360
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300211401
LV-Anmeldung möglich
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Lehrinhalt

Dieser Kurs wurde von Dr. Thomas P. Robitaille entwickelt, der diesen Kurs viele Jahre lang an der Universität Heidelberg gehalten hat. Aufgrund der Beliebtheit dieses Kurses bieten wir nun mehrere Blockkurse parallel an. Dr. Robitaille hat eine andere Stelle angetreten, so dass dieser Kurs nun von anderen Lehrkräften gehalten wird.

Voraussetzungen

Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich, eine grundsätzliche Affinität zu Computern ist jedoch hilfreich.

Lehrziel

Ziel dieses Kurses ist es, zu lernen, wie man die Python-Programmierung zur Lösung wissenschaftlicher Probleme einsetzt. Es handelt sich um einen interaktiven Learning-by-Doing-Kurs, der auf einer Reihe von Python-Notebooks basiert und zahlreiche Übungen enthält. Er richtet sich an Bachelor-Studenten.

Teilnahmekriterien und Anmeldung

Es gibt getrennte Anmeldezeiträume: Die Anmeldung des jeweiligen Kurses endet 2 Wochen vor Kursbeginn. Bei erfolgreicher Anmeldung (="Fixplatz") sind Sie zur Teilnahme verpflichtet. Ein no-show bedeutet ein "nicht bestanden" auf Ihrem Transcript of Records. Eine Abmeldung später als 2 Wochen vor Kursbeginn ist nur zulässig mit einem ärztlichen Attest. Ab dem 17.1.2025 werden die Fixplätze täglich vergeben. Falls der Kurs bereits voll ist, melden Sie sich bitte in der nächsten Gruppe mit offener Anmeldung an.

1300210001
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300210002
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

Lehrinhalt

Colloquium talks on current research in astronomy.

Voraussetzungen

Introductory astronomy lectures.

1300210003
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300260011
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300260068
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren