Sterne. Literatur über Sterne. Ralf Klessen. Liste von empfohlenen Büchern. Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg
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- Cornelia Richter
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1 Sterne Ralf Klessen Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg Literatur über Sterne Liste von empfohlenen Büchern
2 Allgemeine Literatur Allgemeine Bücher Unsere Sonne Bild: SOHO Satellit
3 Unsere Sonne Bild: SOHO Satellit Größenvergleich: Sonne - Erde
4 Sterne: die Sonne Bildquelle: NASA Sterne: die Sonne Eigenschaften der Sterne (Stellare Zustandsgrößen): Unsere Sonne als Referenzstern Radius R km Masse M 1,989x10 30 kg Leuchtkraft L 3,86x10 26 W effektive Temperatur T eff 5800 K (Oberfläche) Zentraltemperatur T zentral 15x10 6 K Alter t 4.5x10 9 a auf der Erde: Solarkonstante 1.37 kw/m 2 Spektraltyp G2 Leuchtkraftklasse V chemische Zusammensetzung (Massenanteil) 73% Wasserstoff X 25% Helium Y 2% Metalle Z
5 Sterne: die Sonne Eigenschaften der Sterne (Stellare Zustandsgrößen): Unsere Sonne als Referenzstern Radius R 7 x cm Masse M 2 x g Leuchtkraft L 4 x erg/s effektive Temperatur T eff 5800 K Zentraltemperatur T zentral 15x10 6 K Alter t 1.7 x s in cgs Einheiten Spektraltyp G2 Leuchtkraftklasse V chemische Zusammensetzung (Massenanteil) 73% Wasserstoff X 25% Helium Y 2% Metalle Z Sterne: Statistische Charakeristika Massenverteilung: minimale Masse 0,07 M Grenze des Wasserstoffbrennens maximale Masse 120 M Eddington-Limit, F rad = F grav Ursprüngliche Massenverteilung dn(m) M α dm, α -2.3 für Sterne massereicher als die Sonne Weitere Eigenschaften: Spektraltyp T eff [K] M[M ] L [L ] T HR [a] O x10 6 B x10 7 B x10 7 A x10 8 F , x10 9 G x10 9 K ,8 0,4 12x10 9 M ,5 0,08 35x10 9
6 Helligkeit / Leuchtkraft Farbe / Temperatur Bildquelle: Sterne: Statistische Charakeristika Sterndichte in der Sonnenumgebung n * 0,05 pc -3 Sterndichte im Orion-Trapezhaufen n * 10 3 pc -3 Sterndichte in Starburst-Regionen n * 10 4 pc -3 1 pc = 3,086x10 18 cm Anzahl der Sterne in der Milchstraße: Sternentstehungsrate: 2 M /Jahr
7 Sterne: Statistische Charakeristika Sterndichte in der Sonnenumgebung n * 0,05 pc -3 Sterndichte im Orion-Trapezhaufen n * 10 3 pc -3 Sterndichte in Starburst-Regionen n * 10 4 pc -3 1 pc = 3,086x10 18 cm Anzahl der Sterne in der Milchstraße: Sternentstehungsrate: 2 M /Jahr Skalen: Milchstraße Sonnensystem (Pluto-Bahn) Erdbahn Sonnendurchmesser Erddurchmesser 30 kpc cm Lichtjahre 80 AU cm 11 Lichtstunden 2 AU 3 x cm 17 Lichtminuten 1,4 x cm 1,3 x 10 9 cm Sterne: Statistische Charakeristika Sterndichte in der Sonnenumgebung n * 0,05 pc -3 Sterndichte im Orion-Trapezhaufen n * 10 3 pc -3 Sterndichte in Starburst-Regionen n * 10 4 pc -3 1 pc = 3,086x10 18 cm Anzahl der Sterne in der Milchstraße: Sternentstehungsrate: 2 M /Jahr Skalen: Druck im Sonneninneren 2,5 x bar 7,8 x Teilchen / cm 3 (130 g/cm 3 ) Druck in Erdatmosphäre 1013 bar 2.5 x Teilchen / cm 3 Ultrahochvakuum (auf Erde) 10-9 bar 2.5 x 10 7 Teilchen / cm 3 Sternbildendes Gas Teilchen / cm 3 Interstellares Gas im Mittel einige Teilchen / cm 3
8 stellar sizes Bildquelle: Wikipedia - spectrum of Sun (Bild: NOAO)
9 atomic lines absorption lines emission lines sample spectra (R. Pogge: Webpage)
10 (R. Pogge: Webpage) spectroscopic classification stars of different mass (and temperature) show different absorption and emission lines --> this can be used to build a spectral classification scheme (Carroll & Ostlie: Figure 8.11)
11 statistical characteristics Hertzsprung Russell diagram: using color and (absolute) magnitude spectral type corresponds to specific color (and temperature)
12 Stellar Klassifikationsschema: (color magnitude diagram: copyright Creative Commons) - supergiants (I) - bright giants (II) - normal giants (III) - subgiants (IV) - main-sequence (dwarf) stars (V) - subdwarfs (VI) - white dwarfs Herzsprung Russell diagram with known stars (from Kaler: Stars and Stellar Spectra)
13 Physikalische Interpretation abs. Helligkeit Leuchtkraft Farbe Temperatur (Carroll & Ostlie: Figure 8.14) Physikalische Interpretation abs. Helligkeit Leuchtkraft Masse Farbe Temperatur (Carroll & Ostlie: Figure 8.14)
14 Physikalische Interpretation abs. Helligkeit Leuchtkraft Lebensspanne Farbe Temperatur (Carroll & Ostlie: Figure 8.14) Anwendung: Alter eines Sternhaufens t 1 < t 2 (color magnitude diagram: copyright Creative Commons)
15 distribution of stellar masses: IMF (from Kroupa 2002) Theoretische Überlegungen Sternaufbaugleichungen (Hydrostatik in sphärischer Symmetrie) Virialsatz Zustandsgleichungen im Sterninneren (ideales Gas, strahlungsdominiertes Gas, entartetes Gas) Energieerzeugungsprozesse (pp-kette, CNO-Zyklus)
Astronomische Einheit. σ SB = W m 2 K 4 G= m 3 kg 1 s 2 M = kg M = kg c= km s 1. a=d/(1 e)=3.
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