Protokoll vom 01.2.2017
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Astronomie Protokoll Tübingen,den01.02.17 Referent:ThorstenNagel Protokollantin:MarthaLanger Thema:SternentwicklungundVeränderlicheSterne Sternentwicklung Fusion • 1.unsereSonnemachtnurbiszurHeliumfusion 2.Kohlenstofffusion 3.über8SonnenmassenhateinSternallenKohlenstoff„wegfusioniert“undnur Eisenkernbleibtübrig • extremvielMasse:Fotodesintegration wenigerMasse:Neutronisation àbeidesverursachtSupernova • KlassifikationverschiedenerArtenvonSupernovaedurchSpektrenoderLichtkurve,z.B. WasserstoffgehaltalsUnterscheidungsmerkmal StellareNukleosynthese: • primordial(beimUrknallentstanden):H,3He,4He,7Li • Spallationsprozesse(Zertrümmerung)imISM(interstellaresMedium):Li,Be,B • FusionsprozesseundAnlagerungvonalpha-Teilchen:Entstehungdermeistenanderen Elemente • NeutronenanlagerunganAtomkerne(slow-ProzessinderRiesen-Phaseerzeugtstabile KernebisMassenzahl210undrapid-ProzessnurinSupernovaebildetneutronenreiche Isotope/schwereElementemitinstabilenKernenab230Massenzahl):Trans-EisenElemente • wichtigstesPaperinnuklearerAstophysik:B2FH-Paper(1957)„SynthesisoftheElements inStars“àNobelpreisinPhysikfürWilliamFowler1983 • NuklidkartenachSegrè:AngabederradioaktivenZerfallsart,FarbiggezeichneteNuklide sindinstabil,schwarzgezeichnetestabil,DiediagonaleGeradezeigtPositionenvon NuklidenmitgleichvielenProtonenundNeutronen,Atomkernemitmehrals20Protonen benötigenmehrNeutronenalsProtonen(Neutronenüberschuss),umstabilzusein https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/db/Isotopentabelle_Segre.s vg/440px-Isotopentabelle_Segre.svg.png http://www.abi-physik.de/images/start-nuklid-small.png • KosmischeHäufigkeitsverteilungàLückenimDiagramm,daeinigeElementesofortnach Entstehungwiederzerfallen • ZusammenfassungSternentwicklung VeränderlicheSterne • Helligkeitsvariation • extrinsisch(Bedeckungsveränderlich,Rotations-undMagnetfeldveränderlich)und intrinsisch • Herzsprung-Russel-DiagrammmitlogarithmischerTemperaturskalaund Effektivtemperatur(Oberflächentemperatur) • normaleSternesindaufHauptreiheundPulsationsveränderlichesindauf Instabilitätsstreifeneingetragen • SterndurchläuftinseinerEntwicklungstabileundinstabilePhasen(immerwennerim DiagrammdenInstabilitätsstreifenschneidet,isterinstabil) • eigentlichpulsiertjederStern,esistnurdieFragewievielerpulsiertundwiehochdie AuflösungdesTeleskopsist,dassmanPulsationerkennenkann Bedeckungsveränderlich • MessunganhandeinerLichtkurve(Zeitx,Helligkeity) • Auflösungistsoniedrig,dassmanimTeleskopbeiDoppelsternsystemennureinenPunkt siehtàwennGesamthelligkeitstarkeinbricht,weißman,dasskleinererdunklererStern vordemhellerenSteht;wennGesamthelligkeitgeringfügigeinbricht,weißman,dass hellererSternvordunkleremsteht • jeengerdieSystemesinddestostärkerbeeinflussensichdiebeidenSternegravitativ(1. detached=getrennt,2.semi-detached=inVerbindungmiteinander,3.Kontaktsystem mitMassenaustausch) • beiengen/kompaktenSystemenmitMassenaustauschsindSterneeiförmigàständige Helligkeitsänderung(imVergleichzueherabgehacktenÄnderungenbeidetached Systemen) Eruptionsveränderlich • Zwergnova: • beiDoppelsternsystemfließtausHauptreihensternMaterieaufweißenZwerg (kataklysmischeVariable=Überfluss)àperiodischeHelligkeitserhöhungdesweißen Zwerges+BildungeinerScheibe(Akkretionsscheibe)umdenweißenZwerg,da Materiespiralförmignachinnenläuft • berühmtestesSystemSSCygniimSternbildSchwan • jegrößerdieMagnitudenmag-Zahl,destodunkler • quasi-periodischàHelligkeits-AusbrüchesindimDiagramminHöheundAbstand variabel • Planck-Kurve:jeheißer,destoheller • NovaundrekurrierendeNova • schließtdirektanZwergnovaan,daderweißeZwergimLaufederZeitMassesammelt àzwischenweißemZwergundMaterialinangesammelterScheibedarumsteigt DruckundHitzeanàerneuteWasserstofffusions-Zündung,allerdingsander OberflächedesWeißenZwergs,möglichà(Stella)Novamitbiszu10mag Helligkeitszuwachs • Hauptreihenstern,derweißenZwergfüttert,wirdwenigbeeinflusst • Frage:WievielMaterialschleudertderweißeZwergbeiNovaweg?Mehr,weniger odergleichviel,wieervorheraufgesammelthat?àhängtwahrscheinlichvomSystem ab • jeschwererderweißeZwergist,destowenigerMassemusserakkretieren,umNova Ausbrüchezugenerieren • rekurrierendeNova:sehrkurzeZeitzwischenzweiNova-Ausbrüchen • wennweißerZwergwenigerMasseabgibt,alsergesammelthat,wächstermitder ZeitàüberschreitetirgendwannkritischeChandrasekharMassevon1,44Msol, explodiertineinerSupernovaendgültigundverschwindet • Supernova: • TypIb,IcundII • TypIa:Lichtkurvensehenalleähnlichaus,aberhabenverschiedeneHelligkeiten;je breiterdieKurve,destoheller;VerschmelzungvonzweiweißenZwergenodersub- ChandrasekharisthäufigeralsdasÜberschreitenderChandrasekharMassewieesim Lehrbuchsteht • Hypernova:HelleralsbisherbeobachteteSupernovaeàpec=peculiar=irgendwie seltsam,besonders,andersalsbisherbekannteSupernovae • RCoronaeBorealis:Ruß-Sterne,gewaltigeMengeanKohlenstoffinAtmosphäre, verdunkelndenStern,Helligkeitschwanktnichtperiodisch,sondernzufällig
