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DIE STERNE



Die Sterne


1. Die Zustandsgrößen der Sterne


1. Leuchtkraft entspricht absoluter Helligkeit

2. Masse aus Doppelsternbeobachtungen




3. Radius aus verschiedenen komplizierten Methoden (u.a. HRD)

4. mittlere Dichte aus Radius und Masse (k = m/V)

5. Spektralklasse       Unterteilung entspricht Temperatur

6. Oberflächentemperatur

7. chemische Zusammensetzung

8. Rotation

9. Magnetfeld







2. Sternentstehung und -entwicklung


( Objekte ) ( Prozesse )


Interstellare Materie

Globule

(kugelförmige Ansammlung von Materie; k = 10-21 g/cm3,

aber schon 1.000 -100.000mal dichter als eine Dunkelwolke)

Protostern

Hauptreihenstern

(die Entwicklung bis hierher dauert ca. 1Mrd. Jahre)

Riesenstadium

(Ausdehnung; im Kern: C-, O-, Fe-Entstehung; äußere Schichten:

He-Entstehung; Stern kann pulsieren: Veränderlicher)

Spätstadium

(Erlöschen der Kernfusion; Zusammenziehen und Auskühlen; (Super)nova)

m < 1,5 x mSonne ----> weißer Zwerg ( Dichte = 10 g/cm

m > 1.5 x mSonne ----> Neutronenstern ( Dichte = 10 g/cm

m > 5 x mSonne ----> Schwarzes Loch





3. Helligkeiten von Sternen


Scheinbare Helligkeit :

eines Sterns gibt an, wie intensiv die von diesem Stern zur Erde gelangte Strahlung ist, also wie hell uns der Stern erscheint. Die Helligkeit wird in Größenklassen ( 0te, 1te, 2te, 3te Größe usw.) m angegeben. Von Größenklasse zu Größenklasse nimmt die Intensität des Sternlichts um das 2,512fache ab.


abhängig von : - Entfernung

- Strahlungsleistung

- dazwischenliegende Stoffe (zw. Stern und Erde)


Wenn wir beim Vergleich von zwei Lichtquellen die eine als doppelt so hell empfinden wie die andere, dann ist die Intensität der helleren Lichtquelle gleich dem Quadrat der Intensität der schwächeren Lichtquelle.



Abb. 1: Intensitätsabnahme des Lichts


"Helligkeit" wird auch "Größe" des Sterns genannt (nicht der Durchmesser!)


Formelzeichen : m


Einheit : Größenklassen m


Bsp.: scheinbare Helligkeit von Sirius ( CMa)

m CMa = - 1m,45


Absolute Helligkeit :

Die absolute Helligkeit ist die Bezeichnung für die Scheinbare Helligkeit, die ein Stern in einer Entfernung von 10 pc hätte. Somit ist sie frei von den Unterschieden der Entfernungen der Sterne. Die absolute Helligkeit ist ein direktes Maß für die Strahlungsleistung (Leuchtkraft) eines Sterns.


Formelzeichen : M


Einheit : Größenklassen m


Man verschiebt also in Gedanken die Sterne und überlegt, wie sich ihre Helligkeit ändern würde. Ein Stern, der näher als 10 pc steht, wird bei der Verschiebung lichtschwächer. Seine absolute Helligkeit ist geringer als die scheinbare Helligkeit. Bei einem Stern, der weiter als 10 pc entfernt ist, liegt der umgekehrte Fall vor.


Zusammenhang zw. scheinbarer und absoluter Helligkeit :


m - M = 5 lg r - 5


m : meßbar auf der Erde (photometrische Helligkeitsmessung)

M : erhält man aus dem Spektrum des Sterns

lg r : Logarithmus der Entfernung r (in pc)


damit ist r berechenbar



Leuchtkraft bzw. Strahlungsleistung :

Die gesamte von einem Stern pro Zeiteinheit abgegebene Energie bezeichnet man als die Leuchtkraft des Sterns. Der Begriff Leuchtkraft ist historisch entstanden. Es handelt sich dabei nicht um eine Kraft, sondern im physikalischen Sinne um eine Energie pro Zeiteinheit, also um eine Leistung. Die gesamte Strahlungsleistung der Sonne ist für uns nicht direkt meßbar, da die Erde nur einen Bruchteil davon erhält. Um die wahre Leuchtkraft eines Sterns ermitteln zu können, muß seine Entfernung bekannt sein.


PStr = E t


Spektralklasse :

Die Einteilung in Spektralklassen (Spektraltypen) ist eine relativ grobe Unterteilung der Sterne nach Temperaturkriterien in ihren Linienspektren. Die Reihenfolge, geschichtlich bedingt, läuft von den heißen zu den kühlen Sternen: O-B-A-F-G-K-M . Innerhalb dieser Gruppe erfolgt noch eine dezimale Unterteilung. Zur feineren Klassifizierung eines Spektrums werden weitere Parameter hinzugezogen.



4. Das Hertzsprung-Russel-Diagramm


Bsp.: 0. Wega

Temperatur : 11.900 K

Strahlungsleistung : 50 PStr



5. Radien und Massen von Sternen

Veränderliche Sterne

Astronomische Entfernungsbestimmung


Vermessung der Weite des Weltraums


Entfernung


Mond                            1,3 Ls

Sonne      5,0 * 102 Ls = 8,3 Lmin

Pluto                                2,0 * 104 Ls = 5,5 Lh

Proxima Centauri 1,3 * 108 Ls = 4,2 Ly

galaktisches Zentrum                 8,6 * 1011 Ls = 3,0 * 104 Ly

Andromedanebel                 7,3 * 1013 Ls = 2,2 * 106 Ly

Coma-Galaxienhaufen 2,0 * 1015 Ls = 6,3 * 107 Ly

Quasar PC1247+3606        3,7 * 1017 Ls = 1,2 * 1010 Ly


Verfahren der Entfernungsbestimmung


innerhalb des Sonnensystems

Radio-Echo-Methode

Keplersche Gesetze


innerhalb des Milchstraßensystems

trigonometrische Parallaxenbestimmung

säkulare Parallaxen

dynamische (hypothetische) Parallaxen

Sternstromparallaxen

photometrische Parallaxen

Spektraltypparallaxen


Veränderlichenparallaxen

Hauptreihenanpassung

Best. des Winkeldurchmessers von Kugelsternhaufen

Rotationsparallaxen

Calciumparallaxen

Verfärbungsparallaxen


extragalaktischer Objekte

-Cephei-Sterne / Supernovae

Bestimmung der Gesamthelligkeit eines Sternsystems

Tully-Fischer-Beziehung

Hubble-Beziehung


trigonometrische Parallaxen :

ist ein absolutes (primäres) Entfernungsbestimmungsverfahren, wobei die infolge einer Ortsveränderung (Erdrotation) entstandene parallaktische Verschiebung eines Sterns gemessen wird. Jeder Stern beschreibt im Laufe eines Jahres eine Ellipse (große Bahnhalbachse = parallaktischer Winkel / kleine Achse hängt von ekliptaler Breite des Sterns ab) .


Je größer die Entfernung r des Sterns ist, desto kleiner ist die parallaktische Verschiebung p des Sterns. Beträgt r = 206.265 AE (3,0856 * 1013 km) , so ergibt sich eine jährliche Parallaxe von genau 1" . Diese Entfernung wird als 1 Parallaxensekunde bezeichnet (kurz: Parsec) und als Längeneinheit verwendet. Die Entfernung r in Parsec und die Parallaxe p verhalten sich umgekehrt proportional.

r = p

1 pc = 3,3 Ly (rund)

Die größte parallaktische Verschiebung haben:

Proxima Centauri : 0,772 "

' Centauri : 0,750 "

Die erste trigonometrische Entfernungsbestimmung gelang 1838 F.W.Bessel mit dem Stern 61 Cygni. Trigonometrisch kann man bis 100 pc die Entfernung bestimmen.












































6. Der Messier-Katalog


Nummer

NGC

RA

DEC

Sternbild

Bemerkungen

H

D

M1


5h34,5


Tau

Planetarischer Nebel; Krebsnebel



M2


21h33,5


Aqr

kugelförmiger Haufen



M3


13h42,2


CVn

kugelförmiger Haufen



M4


16h23,6


Sco

kugelförmiger Haufen



M5


15h18,5


Ser

kugelförmiger Haufen



M6


17h40,0


Sco

kugelförmiger Haufen



M7


17h54,0


Sco

Offener Sternhaufen



M8


18h03,7


Sgr

Galaktischer Nebel; Lagunennebel



M9


17h19,2


Oph

kugelförmiger Haufen











M10


16h57,2


Oph

kugelförmiger Haufen



M11


18h51,1


Sct

Offener Sternhaufen



M12


16h47,2


Oph

kugelförmiger Haufen



M13


16h41,7


Her

kugelförmiger Haufen



M14


17h37,6


Oph

kugelförmiger Haufen



M15


21h30,0


Peg

kugelförmiger Haufen



M16


18h18,9


Ser

Offener Sternhaufen; Adlernebel



M17


18h20,8


Sgr

Galaktischer Nebel; Omeganebel



M18


18h19,9


Sgr

Offener Sternhaufen



M19


17h02,6


Oph

kugelförmiger Haufen













M20


18h02,6


Sgr

Galaktischer Nebel; Trifidnebel



M21


18h04,7


Sgr

Offener Sternhaufen



M22


18h36,4


Sgr

kugelförmiger Haufen



M23


17h56,9


Sgr

Offener Sternhaufen



M24


18h18,4


Sgr

Offener Sternhaufen



M25

IC4725

18h31,7


Sgr

Offener Sternhaufen



M26


18h45,2


Sct

Offener Sternhaufen



M27


19h59,6


Vul

Planetarischer Nebel; Hantelnebel



M28


18h24,6


Sgr

kugelförmiger Haufen



M29


20h24,0


Cyg

Offener Sternhaufen











M30


21h40,4


Cap

kugelförmiger Haufen



M31


0h42,7


And

Galaxie; Andromedanebel



M32


0h42,7


And

Galaxie; Begleiter von M31



M33


1h33,8


Tri

Galaxie; Dreiecksnebel



M34


2h42,0


Per

Offener Sternhaufen



M35


6h08,8


Gem

Offener Sternhaufen



M36


5h36,3


Aur

Offener Sternhaufen



M37


5h52,2


Aur

Offener Sternhaufen



M38


5h28,7


Aur

Offener Sternhaufen



M39


21h32,3


Cyg

Offener Sternhaufen











M40


12h34,3


UMa

Offener Sternhaufen



M41


6h47,0


UMA

Offener Sternhaufen



M42


5h3503


Ori

Galaktischer Nebel; Orionnebel



M43


5h35,5


Ori

Galaktischer Nebel



M44


8h40,0


Cnc

Offener Sternhaufen; Praesepe



M45


3h47,0


Tau

Offener Sternhaufen; Plejaden



M46


7h41,8


Pup

Offener Sternhaufen



M47


7h36,6


Pup

Offener Sternhaufen



M48


8h13,8


Hya

Offener Sternhaufen



M49


12h29,8


Vir

Galaxie; (zugehörig zum Virgo-Haufen)











M50




7h03,0


Mon

Offener Sternhaufen



M51


13h29,9


CVn

Galaxie; Strudelnebel



M52


23h24,2


Cas

Offener Sternhaufen



M53


13h12,9


Com

kugelförmiger Haufen



M54


18h55,1


Sgr

kugelförmiger Haufen



M55


19h40,0


Sgr

kugelförmiger Haufen



M56


19h16,6


Lyr

kugelförmiger Haufen



M57


18h53,6


Lyr

Planetarischer Nebel; Ringnebel



M58


12h37,7


Vir

Galaxie



M59


12h42,0


Vir

Galaxie











M60


12h43,7


Vir

Galaxie



M61


12h21,9


Vir

Galaxie



M62


17h01,2


Oph

kugelförmiger Haufen



M63


13h15,8


CVn

Galaxie



M64


12h56,7


Com

Galaxie



M65


11h18,9


Leo

Galaxie



M66


11h20,3


Leo

Galaxie



M67


08h51,4


Cnc

Offener Sternhaufen



M68


12h39,5


Hya

kugelförmiger Haufen



M69


18h31,4


Sgr

kugelförmiger Haufen











M70


18h43,2


Sgr

kugelförmiger Haufen



M71


19h53,7


Sge

kugelförmiger Haufen



M72


20h53,5


Aqr

kugelförmiger Haufen



M73


20h59,0


Aqr

Vier Einzelsterne (Offener Haufen)



M74


01h36,7


Psc

Galaxie



M75


20h06,1


Sgr

kugelförmiger Haufen



M76


01h42,2


Per

Planetarischer Nebel



M77


02h42,7


Cet

Galaxie



M78


05h46,7


Ori

Galaktischer Nebel



M79


05h24,2


Lep

kugelförmiger Haufen











M80


16h17,0


Sco

kugelförmiger Haufen





M81


09h55,8


UMa

Galaxie



M82


09h55,8


UMa

Galaxie



M83


13h37,0


Hya

Galaxie



M84


12h25,1


Vir

Galaxie



M85


12h25,4


Com

Galaxie



M86


12h26,2


Vir

Galaxie



M87


12h30,8


Vir

Galaxie; Vir A (zugehörig zum Virgo-Haufen)



M88


12h32,0


Com

Galaxie



M89


12h35,7


Vir

Galaxie











M90


12h36,8


Vir

Galaxie



M91


12h35,4


Com

Galaxie



M92


17h17,1


Her

kugelförmiger Haufen



M93


07h44,6


Pup

Offener Sternhaufen



M94


12h50,9


CVn

Galaxie



M95


10h44,0


Leo

Galaxie



M96


10h46,8


Leo

Galaxie



M97


11h14,9


UMa

Planetarischer Nebel



M98


12h13,8


Com

Galaxie



M99


12h18,8


Com

Galaxie











M100


12h22,9


Com

Galaxie



M101


14h03,2


UMa

Galaxie



M102


15h06,5


Dra

Galaxie



M103


01h33,1


Cas

Offener Sternhaufen



M104


12h40,0


Vir

Galaxie; Sombreronebel



M105


10h47,9


Leo

Galaxie



M106


12h19,0


CVn

Galaxie



M107


16h32,5


Oph

kugelförmiger Haufen



M108


11h11,6


UMa

Galaxie



M109


11h57,7


UMa

Galaxie











M110


00h40,3


And

Galaxie; Begleiter des Andromedanebels







Astronomie-Themensammlung (Die Sterne)


- Weitere Astronomische Informationen im ASTRO CORNER unter: http://astro-corner.notrix.de -










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