Übung9

ab 9. Dezember 2014
1
Übungen zur Einführung in die
Astronomie
PD Dr. J. Kerp
Anwesenheitsübungen IX
1
HRD und FHD
1. Zeichne ein klassisches Hertzsprung-Russell-Diagramm und ein Farben-Helligkeits-Diagramm (FHD)
mit den jeweils korrekten Achsenbeschriftungen.
2. Was sind die wesentlichen Unterschiede der Diagramme?
3. Für den Stern Capella (α-Aur) stehen folgende Beobachtungsdaten zur Verfügung:
mV = 0.09, mB = 0.87 und die Parallaxe π = 0.07300
Berechne alle nötigen Größen, um Capella in das FHD einzutragen.
Handelt es sich um einen Hauptreihenstern?
4. Betrachte folgende Tabelle mit Daten einiger Sterne. Berechne die fehlenden Daten. Trage die Sterne
in das HRD ein. Um welche Typen handelt es sich?
Stern
Sonne
Beteigeuze
Capella Aa
Proxima Centauri
Eta Carinae
L [L ]
1
R [R ]
1
662
75,8
5.000.000
0,145
140
T [K]
5700
3500
5270
3040
, L = 3, 846 × 1026 W, R = 6, 957 × 108 m
Konstanten: σ = 5, 67 × 10−8 W
m2 K4 5. Zeichne in das HRD Linien mit konstantem T , L und R ein.
2
Photometrische Entfernungsbestimmung
Abbildung 1 zeigt das FHD des Sternhaufens NGC 6709 (Datenpunkte, mit einem Fit für die Hauptreihe).
Mittels 3-Filter-Photometrie wurde die interstellare Verfärbung zu E(B − V ) = 0, 35 und die Extinktion zu
AV = 1, 1 bestimmt.
Bestimme durch den Vergleich mit dem geeichten HRD der Sonnenumgebung (Sterne mit bekannter
Parallaxe, bestimmt mit HIPPARCOS) in Abbildung 2 die Entfernung von NGC 6709.
3
Lebensdauer von Sternen
1. Warum verlässt ein Stern nach einer gewissen Zeit die Hauptreihe?
2. Für Hauptreihensterne gilt näherungsweise L ∝ M 3 . Leite damit allgemein die Lebensdauer eines
Sterns als Funktion der Masse ab.
3. Kann der Stern Rigel im Orion mit fast 20 Sonnenmassen also älter als 500 Mio Jahre sein?
4. Welche Kerfusionsprozesse außer H→He kennst du? Warum verbringt ein Stern nur 10 Prozent seiner
Lebensdauer außerhalb der Hauptreihe?
ab 9. Dezember 2014
2
Figure 1: FHD von NGC 6709
Figure 2: Geeichtes HRD von sonnennahen Sternen