Kugelsternhaufen die einfachsten Sternsysteme. Farben, Helligkeit und Alter der Sterne

Transkript

1 Kugelsternhaufen die einfachsten Sternsysteme Farben, Helligkeit und Alter der Sterne Max Camenzind Akademie Heidelberg Sept. 2015

2 Messier Objekte

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5 Offene Sternhaufen: enthalten Sterne lohse Strukturen mit Scheibe assoziiert Sternhaufen Einfache Sternpopulationen: Sterne sind wahrscheinlich alle zur selben Zeit geboren; haben gleiches Alter und chemische Zusammensetzung Kugelsternhaufen: Million Sterne zentral konzentriert (Core) ~ 5 pc

6 Im Vergleich zu Galaxien enthalten 10 Millionen bis zu 1000 Milliarden von Sternen Sterne haben verschiedenes Alter und chem. Zusammensetzung ~ pc

7 M3 mit DSS / LJ?

8 Variable Sterne NGC 6723 Distanz arxiv:

9 Corona Australis & NGC 6723

10 RR Lyrae Sterne im CM von NGC 6723 RR Lyrae arxiv:

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12 RR-Lyrae-Sterne haben etwa eine halbe Sonnenmasse, einen ungefähr fünffachen Sonnendurchmesser und die Riesensterne verändern ihre Oberflächentemperatur im Laufe der Periode zwischen C. Die Ursache der Veränderlichkeit ist der Kappa-Mechanismus wie bei den Cepheiden. Perioden: 0,2 1,2 Tagen. Es handelt sich um entwickelte Sterne auf dem Horizontalast im Hertzsprung-Russell-Diagramm. Dabei wandern sie vom Roten Riesenast kommend nach links und wieder zurück, wobei sie den Instabilitätsstreifen kreuzen. RR-Lyrae-Sterne werden in Kugelsternhaufen, dem galaktischen Halo, dem Bulge der Milchstraße sowie seit neuestem in extragalaktischen Systemen gefunden. Der Anteil an schweren Elementen in ihrer Atmosphäre ist gering und beträgt zwischen 0,00001 und 0,01 des Anteils der Sonne.

13 MV(RR)=( ) at [Fe/H]= RR Lyrae Sterne in NGC 6723 & (m M) Normierung: (m-m) = 5 log(d/10 pc) d = 10 kpc arxiv:

14 M3 mit 60 cm Teleskop

15 M3 mit HST

16 M5 mit 80 cm Teleskop

17 M5 mit HST / 2,6

18 Messier 15 mit HST. Messier 15 (auch als NGC 7078 bezeichnet) ist ein 6,2 mag heller Kugelsternhaufen mit einer Winkelausdehnung von 18 im Sternbild Pegasus. Seine Entfernung beträgt etwa Lichtjahre. Messier 15 ist der erste Kugelhaufen, in dem ein Planetarischer Nebel entdeckt wurde. M 15 enthält auch Pulsare.

19 Messier 22 ist gerade Lichtjahre entfernt und damit einer der nächsten Kugelsternhaufen. Messier 22 (auch als NGC 6656 bezeichnet) ist ein 5,5 mag heller Kugelsternhaufen mit einer Flächenausdehnung von 32' im Sternbild Schütze. Er steht in Richtung des Milchstraßenzentrums, 2 nordöstlich des Sterns Lambda Sagittarii. M22 ist der hellste von Europa aus sichtbare Kugelsternhaufen, steht allerdings tief am Südhimmel.

20 The NASA/ESA Hubble Space Telescope offers an impressive view of the center of globular cluster NGC NGC 6362 hat einen Durchmesser von 10,7 und eine scheinbare Helligkeit von 8,3 mag. Er wurde 1826 von James Dunlop mit einem 9-Zoll-Spiegelteleskop entdeckt.

21 Messier 69, or M 69 mit NASA/ESA Hubble Space Telescope, ist ein +8,31 mag heller Kugelsternhaufen mit einer Flächenausdehnung von 7,1' im Sternbild Schütze. M69 ist in Mitteleuropa wegen seiner südlichen Position nicht leicht zu beobachten. d = 9,1 kpc.

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25 Farben-Helligkeits-Diagramm Nearby stars (data from the Hipparcos satellite) Heller Absolute Magnitude Weniger hell Blau Farbe Rot

26 Farben-Helligkeits-Diagramm für GCs Sterne mit M so groß, dass nukleare Entwicklung in Hubble- Zeit beendet Keine neue Sternbildung in Kugelsternhaufen H Hot, blue cold, red Hauptreihe Color-magnitude diagram synthesized from several low-metallicity globular clusters and compared with theoretical isochrones (W.Harris, 2000)

27 Farben-Helligkeits-Diagramm für GCs H He C O H He Asymptotischer Riesen-Ast AGB H He Rote Riesen H C O Weiße Zwerge Horizontal-Ast Hot, blue cold, red Hauptreihe Color-magnitude diagram synthesized from several low-metallicity globular clusters and compared with theoretical isochrones (W.Harris, 2000) [Raffelt]

28 Farben-Helligkeitsdiagramm M 55

29 Messier 80

30 NGC 2419 In alten Sternhaufen sind blaue Sterne Horizontal-Ast Sterne - gelbliche Sterne sind im Riesenstadium.

31 Unsere Nachbarschaft vs Kugelsternhaufen Sterne unserer Nachbarschaft haben verschiedene Alter Kugelsternhaufen entstehen auf einen Schlag!

32 Altersstruktur Sternhaufen The colour-magnitude diagram of a cluster contains information about the age and composition of a cluster. Evolutionary tracks for stars of different masses HB RGB MS

33 Star clusters The colour-magnitude diagram of a cluster contains information about the age and composition of a cluster. Isochronen mit festem Alter

34 Alter von Sternhaufen Modell-Isochronen fitten die Äste von offenen Sternhaufen und von Kugelsternhaufen. zeigt damit das Alter dieser Sternhaufen an.

35 Kompakte Objekte Kugelsternhaufen

36 Weiße Zwerge in Kugelsternhaufen

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38 Alte Weiße Zwerge ~ Rote Zwerge

39 Weiße Zwerge in Kugelsternhaufen K 4000 K Camenzind 2015

40 Radiopulsare Kugelsternhaufen ATNF

41 2 Schwarze Löcher in Messier 22 Grafik: Benjamin de Bivort; Strader, et al.; NRAO/AUI/NSF - arxiv:

42 Grafik: Benjamin de Bivort; Strader, et al.; NRAO/AUI/NSF - arxiv:

43 Schwarzes Loch in omega Cen? s ~ 30 km/s Bis zu welchem Radius spüren die Sterne das Loch? M H < Sonnenmassen; M GC = 4,5 Mio. Sonnenmassen R BH = GM H /s² = GM H /c²(c/s)² = km x 10 8 ~ 0,1 pc