Übungen zu Vorlesung Sonne und sonnenähnliche Sterne

Übungen zu Vorlesung Sonne und sonnenähnliche Sterne
Hausaufgaben: Abgabe 20. Juni 2016
Flares und CMEs:
1.) (3 Punkte) Koronale Massenauswürfe (CMEs) haben eine typische Masse von 1.6
1012kg. Berechnen Sie die Massenverlustrate in Sonnenmassen pro Jahr unter der
Annahme dass es im Durchschnitt etwa eine CME pro Tag gibt. Vergleichen Sie
diesen Wert mit Massenverlust durch den stationären Sonnenwind von 2 10-14
Msonne/Jahr.
2.) (4 Punkte) M-Stern Flares: Interessanterweise sind große Flares bei M-Sternen etwa
so groß wie bei der Sonne. Das heißt die freigesetzt Energie beträgt 3 1024 J, bzw.
die Strahlungsleistung 3 1031 W. M-Sterne haben einen Radius von 0.1 RSonne und
eine effektive Temperatur von 3600 K. Die Sonne hat eine effektive Temperatur von
5777 K. Ein Flare bei einem M-Stern führt also zu einem relativ größere Anstieg der
Helligkeit des Sterns. Was ist das Verhältnis der Strahlungsleistung zwischen Flare
und Stern bei der Sonne und bei einem M-Stern. Nehmen Sie für den Stern einen
schwarzen Körper an.
3.) (3 Punkte) Potentiell habitable Planeten bei einem M-Stern hätten einen viel kleineren
Abstand von Stern als der habitable Planet in unserem Sonnensystem. Man geht
davon aus, dass der Abstand bei einem M-Stern nur 0.1 AE (AU) betragen würde.
Solche Planeten wären aber der intensiven Strahlung von Flares, insbesondere im
Röntgenbereich, ausgesetzt. Um wie viele (welchen Faktor) wäre die Bestrahlung
höher, wenn die Häufigkeit und die Energie der Flares genau die gleiche wäre, wie
bei der Sonne?
1.) English: Coronal Mass Ejections (CMEs) have typically a mass of 1.6 1012kg.
Calculate the mass loss rate of the Sun in solar-masses per year assuming that there is
typically one CME per day. Compare this value with the stationary solar-wind which has 2
10-14 Msonne/year.
2.) English: M-star flares: M-stars have an effective temperature of 3600 and a Radius of
about 0.1 Rsun. The Sun has an effective temperature of 5777 K. Surprisingly, the
energy released in a large flare on an M-star is about the same as for a solar flare: 3 1024
J, or a power of 3 1031 W. Therefore the ratio of the power is different for a flare on the
sun and an M-star. What ist he ratio of the power between flares and the star for both
types of stars.
3.) English: habitable planets of M-stars would orbit at a distance of only 0.1 AU.
Assuming that flare activity of an M-star were the same as that of the sun. How much
higher (factor) would it then be for the habitable planet of the M-star compared to the
habitable planet in our solar system?