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Zustandsgrössen von Sternen

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Präsentation zum Thema: "Zustandsgrössen von Sternen"—  Präsentation transkript:

1 Zustandsgrössen von Sternen
Astronomiefreifach HS 2001/2002 Stefan Leuthold

2 Wie untersuchen wir Sterne?
Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

3 Gefundene Zustandsgrössen
Bei der Sonne haben wir bestimmt: Distanz (gilt für alle Sterne) Massen und Leuchtkraft (gilt nur für Sonne!) Scheinbare und absolute Helligkeit (gilt für alle Sterne) (Temperatur <=> Farbe) Spektrum Absorptionslinien/Emissionslinien Lage des Maximums => Temperatur Form der Kurve => Temperatur Rot- und Blauverschiebung (=> Distanz, vgl. Kosmologie) Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

4 Fehlende Zustandsgrössen
Masse und Leuchtkraft aller Sterne Massenbestimmung der Sonne erfolgte über Gravitationsgesetz mit Bewegung eines Himmelskörpers um einen Zentralkörper. Dies ist für Sterne nicht anwendbar. Ebenso können wir die Strahlung eines Sternes nicht mehr so messen wie die Strahlung der Sonne. Alter der Sterne Muss mit Zusammensetzung (Produktion von neuen Elementen im Sterninnern) und Temperatur verbunden sein (evtl. auch Grösse, ... ?) Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

5 Alter und Spektralklasse
Sterne mit am meisten H werden stärkste Balmer-Linien haben. Diese treten auf im blauen Bereich. Also... Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

6 Alter und Spektralklasse |2
... er-scheinen junge Sterne blau. Genauere Altersbe-stimmung in der Kosmo-logie. Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

7 Alter und Spektralklasse |3
wenige Linien wenige Elemente junger Stern viele Linien viele Elemente alter Stern Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

8 Leuchtkraft Scheinbare Helligkeit bekannter Objekte Sonne -26.5 Sirius
-1.5 Aldebaran 1 Schwächste gefundene 28.5 10 20 30 -10 -20 -30 Blosses Auge ≈ 6,5 Feldstecher ~9 Hubble Space Telescope Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

9 Wenn Deneb 10 pc weit weg wäre Mv=-7,1
Leuchtkraft |2 Absolute Helligkeit := scheinbare Helligkeit in der Distanz 10pc. Deneb: 490 pc mv=1,26 Stern mv Mv d (ly) Sonne -26,8 4,83 ≈ 0 Alpha Centauri A 4,38 0,1 4,3 Rigel 0,14 -7,1 900 Deneb 1,26 -7,1 1600 Wenn Deneb 10 pc weit weg wäre Mv=-7,1 Der Index v bei mv und Mv steht hier für «visuell», um klar auszudrücken, dass man nur von sichtbarem Licht redet. Erde Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

10 unsichtbare Strahlung
Leuchtkraft |3 Absolute Helligkeit := scheinbare Helligkeit in der Distanz 10pc. Bolometrische Helligkeit := absolute Helligkeit inkl. nicht-sichtbare Strahlung Schreibweise mbol bzw. Mbol (Bolometer: Gerät, welches Temperaturanstieg misst, welcher aufgrund der Strahlung in allen Wellen- längenbereichen auftritt.) mv Distanz Mv unsichtbare Strahlung Mbol Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

11 Leuchtkraft |4 Meistens geschieht die Bestimmung der bolometrischen Helligkeit in der Praxis über den sogenannten Farbindex, wobei im UBV-System die scheinbare Helligkeit eines Sterns gemessen wird in U ultraviolette Helligkeit mU 365±68 nm B blaue Helligkeit mB 440±98 nm V visuelle Helligkeit mV 550±89 nm Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

12 Leuchtkraft |5 Die zugehörigen absoluten Hellligkeiten MU, MB und MV werden mit der bekannten Formel m – M = 5 · log d – 5 (1) berechnet, und daraus: Farbindex ist unabhängig von Distanz [vgl. (1)]. U–B Farbindex: MU – MB B–V Farbindex: MB – MV Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

13 Leuchtkraft |6 BV-Farbindex: MB – MV
Je grösser der Farbindex, desto röter der Stern. Je kleiner der Farbindex, desto blauer der Stern. Beispiel: Mbol Arktur = -0,3; Mbol Sonne = 4,7 Daraus ist ∆Mbol = 5, dies entspricht einem Faktor 100 in der Helligkeit, und damit auch in Luminosität (Sonne ≈ 4 · 1026 Watt, Arktur damit ≈ 4·1028 Watt) Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

14 Zustandsdiagramme Beziehungen zwischen Zustandsgrössen M, R, L, Teff
Wichtigstes Diagramm 1913 das erste Mal vorgestellt vor Royal Astronomical Society in London von Ejnar Hertzsprung und Henry Norris Russel. -10 hell Absolute Helligkeit +15 schwach Spektraltyp O5 M8 40000 Temperatur 2500 blau  Farbe  rot Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

15 Hertzsprung-Russel-Diagramm
Helligkeit pro Sonnenhelligkeit Spektraltyp Masse pro Sonnenmasse Riesen Hauptreihe Weisse Zwerge Temperatur/K Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

16 Hertzsprung-Russel-Diagramm |2
Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.

17 Astronomie ist schön. Credits:
Die meisten PowerPoint Graphiken sind zusammengestohlen von der Swinburne University (http://astronomy.swin.edu.au/) Die Fotos sind aus Büchern und dem Internet gestohlen. Astronomie. Zustandsgrössen von Sternen.


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