Ubungen zur Einführung in die Astronomie 2 Anwesenheitsübungen III

ab 22. April 2013
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Übungen zur Einführung in die
Astronomie 2
Prof. Dr. P. Schneider und Dr. P. Simon
Anwesenheitsübungen III
Aufgabe 1: Sternpopulationen
In dieser Aufgabe sollen Unterschiede der Sternpopulationen von Spiralen und Ellipsen diskutiert werden,
sowie allgemein die zeitliche Veränderung des integrierten Spektrums einer Sternpopulation.
Abbildung 1: Links: Spektrum einer Sternpopulation mit solarer Metallizität, instantan geboren. Die
Zahlen an den Kurven geben das Alter in 109 Jahren an. Rechts: Leuchtkräfte der verschiedenen Phasen der gleichen Sternpopulation im B- und im K(2,2 µm)-Band. MS(Main Sequence) = Hauptreihe;
CHeB(Core Helium Burning) = Helium-zentralbrennende Sterne; RGB(Red Giant Branch) = Rote
Riesen; AGB(Asymptotic Giant Branch) = Asymptotischer Riesenast; SGB(Sub Giant Branch) = Unterriesen.
1. Wie lautet der grobe Zusammenhang zwischen der Leuchtkraft L und der Masse M von Hauptreihensternen? Welche Formel für die Hauptreihenlebensdauer von Sternen lässt sich daraus herleiten?
2. Wie hängt das Maximum der Planckfunktion mit der Masse und dem Alter eines Sterns zusammen?
3. Erkläre mit Hilfe von Abbildung 1 Unterschiede der Sternpopulation von Ellipsen und Spiralen.
4. In welchen Galaxien gibt es also heute noch starke Sternentstehung?
5. Sind elliptische Galaxien älter als Spiralen?
6. Erkläre die Hubblesequenz.
ab 22. April 2013
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Aufgabe 2: Entfernung zur SN 1987A / LMC
HST-Bilder zeigen um die Supernova 1987A in der großen Magellanschen Wolke einen elliptischen, leuchtenden Ring, dessen kürzester Durchmesser 1,21”, der größte Durchmesser hingegen 1,66” beträgt.
1. Berechne unter der Annahme, dass der Ring in Wirklichkeit kreisförmig ist, den Inklinationswinkel
i des Rings.
2. 90 Tage nach der Supernova wurden im Ring zum ersten Mal bestimmte UV-Emissionslinien entdeckt. Diese Emission erreichte 450 Tage nach der Supernova ihr Maximum und fiel danach wieder
ab. Nimm an, dass die erste Emission von der auf uns zugeneigten Ringseite stammte, und dass
zum Zeitpunkt des Maximums gerade das Licht des von uns weggeneigten Teils auf der Erde ankam.
Benutze den Laufzeitunterschied ∆tBC des Lichtes, also den Zeitunterschied vom ersten Aufleuchten
des Ringes bis zum Maximum, um den Radius des Ringes zu berechnen.
3. Berechne nun die Entfernung zur Supernova.