¨Ubungen zur Einführung in die Astronomie Anwesenheitsübungen XI
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ab 14. Februar 2014 1 Übungen zur Einführung in die Astronomie PD Dr. J. Kerp Anwesenheitsübungen XI Aufgabe 1: Sternentstehung 1. Wie stellt man sich die Entstehung eines Sternes vor? 2. Das Kriterium, das diese Zusammenhänge beschreibt, ist das Jeans-Kriterium: M≥ 5kB G µu 3/2 3 4π 1/2 T 3/2 ρ−1/2 Dabei bezeichnet kB die Boltzmann-Konstante (kB = 1.3807 × 10−23 JK−1 ), G die Gravitationskonstante (G = 6.672 × 10−11 m3 kg−1 s−2 ) und µ die mittlere Atommasse. Welche Eigenschaften muss also das interstellare Gas haben, damit Sterne entstehen können? 3. Berechne die Jeans-Masse für (u ist die atomare Masseneinheit, d.h. u = 1.661 × 10−27 kg) (a) neutrales Wasserstoff-Gas mit ρ = (b) molekulares Wasserstoff-Gas mit ρ uµ , T = 100K, µ = 1 cm3 , T = 10K, µ = 1000·uµ cm3 =2 4. Was muss außerdem passieren, während die Gaswolke kollabiert? Entspricht die berechnete Masse der des späteren Sterns? 5. In welchen Frequenzbereichen kann man Sternentstehung beobachten? Aufgabe 2: Endstadien 1. Welche Endstadien der Sternentwicklung gibt es? Erkläre diese. 2. Was ist eine Supernova? Welche verschiedenen Typen gibt es? 3. Der Riesenstern Beteigeuze (Parallaxe π = 5.1 mas) wird in (astronomisch) absehbarer Zeit zu einer SNII werden. Diese haben typischerweise eine Leuchtkraft von etwa 5.5 × 108 L . Welche scheinbare Helligkeit hätte diese Supernova am Himmel? 4. Leite eine Formel für den Schwarzschildradius eines Schwarzen Loches her und berechne ihn für M = 1M . 5. Warum kann man in Wirklichkeit ein Schwarzes Loch nicht mit der Newtonschen Gravitation beschreiben? Aufgabe 3: Sternentwicklung 1. Skizziere den Entwicklungsweg der Sonne und beschreibe, welche Stadien sie dabei durchläuft. 2. Wie unterscheidet sich die Entwicklung eines 10M -Sternes von der der Sonne? Hinweis: Genaue Entwicklungswege kannst du dir mit Java-HRD anschauen: www.javahrd.de
