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| Die Sterne
Die Sterne
DIE STERNE
1. Die Zustandsgrößen der
Sterne
1. LEUCHTKRAFT
: entspricht absoluter
Helligkeit
2. MASSE
: aus Doppelsternbeobachtungen
3. RADIUS
: aus verschiedenen
komplizierten Methoden (u.a. HRD)
4. MITTLERE DICHTE
: aus Radius und Masse
(k
= m/V)
5. SPEKTRALKLASSE
: Unterteilung entspricht
Temperatur
6. OBERFLäCHENTEMPERATUR
7. CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG
8. ROTATION
9. MAGNETFELD
2. Sternentstehung und -entwicklung
( OBJEKTE )
( PROZESSE )
Interstellare
Materie
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Globule
(kugelförmige Ansammlung von
Materie; k = 10-21 g/cm3,
aber schon 1.000 -100.000mal dichter als
eine Dunkelwolke)
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Protostern
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Hauptreihenstern
(die
Entwicklung bis hierher dauert ca. 1Mrd. Jahre)
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Riesenstadium
(Ausdehnung; im Kern: C-, O-,
Fe-Entstehung; äußere Schichten:
He-Entstehung; Stern kann pulsieren:
Veränderlicher)
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Spätstadium
(Erlöschen der Kernfusion;
Zusammenziehen und Auskühlen; (Super)nova)
m < 1,5 x
mSonne
----> weißer Zwerg ( Dichte =
106
g/cm3
)
m > 1.5 x
mSonne
----> Neutronenstern ( Dichte =
1014
g/cm3
)
m > 5 x
mSonne
----> Schwarzes Loch
3. Helligkeiten von Sternen
Scheinbare Helligkeit
:
à eines Sterns gibt an, wie intensiv
die von diesem Stern zur Erde gelangte Strahlung ist, also wie hell uns der
Stern erscheint. Die Helligkeit wird in Größenklassen ( 0te, 1te,
2te, 3te Größe usw.) m angegeben. Von Größenklasse zu
Größenklasse nimmt die Intensität des Sternlichts um das
2,512fache ab.
à abhängig von :
- Entfernung
-
Strahlungsleistung
- dazwischenliegende
Stoffe (zw. Stern und Erde)
Wenn wir beim Vergleich von zwei Lichtquellen die eine als doppelt so hell
empfinden wie die andere, dann ist die Intensität der helleren Lichtquelle
gleich dem Quadrat der Intensität der schwächeren
Lichtquelle.
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Abb. 1: Intensitätsabnahme des
Lichts
„Helligkeit“ wird auch „Größe“ des
Sterns genannt (nicht der Durchmesser!)
Formelzeichen : m
Einheit : Größenklassen m
Bsp.: scheinbare Helligkeit von Sirius
("
CMa)
m
"
CMa
= - 1m,45
Absolute Helligkeit :
à Die absolute Helligkeit ist die
Bezeichnung für die Scheinbare Helligkeit, die ein Stern in einer
Entfernung von 10 pc hätte. Somit ist sie frei von den Unterschieden der
Entfernungen der Sterne. Die absolute Helligkeit ist ein direktes Maß
für die Strahlungsleistung (Leuchtkraft) eines Sterns.
Formelzeichen : M
Einheit : Größenklassen m
Man verschiebt also in Gedanken die Sterne und überlegt, wie sich ihre
Helligkeit ändern würde. Ein Stern, der näher als 10 pc steht,
wird bei der Verschiebung lichtschwächer. Seine absolute Helligkeit ist
geringer als die scheinbare Helligkeit. Bei einem Stern, der weiter als 10 pc
entfernt ist, liegt der umgekehrte Fall vor.
Zusammenhang zw. scheinbarer und absoluter
Helligkeit :
m - M = 5 lg r - 5
m
: meßbar auf der Erde (photometrische
Helligkeitsmessung)
M : erhält man aus dem Spektrum des
Sterns
lg r : Logarithmus
der Entfernung r (in pc)
à
damit ist r berechenbar
Leuchtkraft bzw. Strahlungsleistung
:
à Die gesamte von einem Stern pro
Zeiteinheit abgegebene Energie bezeichnet man als die Leuchtkraft des Sterns.
Der Begriff Leuchtkraft ist historisch entstanden. Es handelt sich dabei nicht
um eine Kraft, sondern im physikalischen Sinne um eine Energie pro Zeiteinheit,
also um eine Leistung. Die gesamte Strahlungsleistung der Sonne ist für uns
nicht direkt meßbar, da die Erde nur einen Bruchteil davon erhält. Um
die wahre Leuchtkraft eines Sterns ermitteln zu können, muß seine
Entfernung bekannt sein.
PStr =
E/t
Spektralklasse :
à Die Einteilung in Spektralklassen
(Spektraltypen) ist eine relativ grobe Unterteilung der Sterne nach
Temperaturkriterien in ihren Linienspektren. Die Reihenfolge, geschichtlich
bedingt, läuft von den heißen zu den kühlen Sternen:
O-B-A-F-G-K-M . Innerhalb dieser Gruppe erfolgt noch eine dezimale Unterteilung.
Zur feineren Klassifizierung eines Spektrums werden weitere Parameter
hinzugezogen.
4. Das Hertzsprung-Russel-Diagramm
Bsp.: 0. Wega
Temperatur : 11.900 K
Strahlungsleistung : 50 PStr
5. Radien und Massen von Sternen
Veränderliche Sterne
Astronomische Entfernungsbestimmung
à Vermessung der Weite des
Weltraums
Entfernung
Mond
1,3 Ls
Sonne 5,0 *
102 Ls = 8,3 Lmin
Pluto
2,0 *
104 Ls = 5,5 Lh
Proxima Centauri
1,3 *
108 Ls = 4,2 Ly
galaktisches Zentrum 8,6 *
1011 Ls = 3,0 * 104
Ly
Andromedanebel
7,3 *
1013 Ls = 2,2 * 106
Ly
Coma-Galaxienhaufen
2,0 * 1015 Ls = 6,3 *
107
Ly
Quasar PC1247+3606
3,7 *
1017 Ls
= 1,2 * 1010 Ly
Verfahren der Entfernungsbestimmung
innerhalb des Sonnensystems
|
.
Radio-Echo-Methode
|
.
Keplersche Gesetze
|
innerhalb des
Milchstraßensystems
|
.
trigonometrische Parallaxenbestimmung
.
säkulare Parallaxen
.
dynamische (hypothetische) Parallaxen
.
Sternstromparallaxen
.
photometrische Parallaxen
.
Spektraltypparallaxen
|
.
Veränderlichenparallaxen
.
Hauptreihenanpassung
. Best.
des Winkeldurchmessers von Kugelsternhaufen
.
Rotationsparallaxen
.
Calciumparallaxen
.
Verfärbungsparallaxen
|
extragalaktischer Objekte
|
.
*-Cephei-Sterne
/ Supernovae
.
Bestimmung der Gesamthelligkeit eines Sternsystems
|
.
Tully-Fischer-Beziehung
.
Hubble-Beziehung
|
trigonometrische Parallaxen
:
à ist ein absolutes (primäres)
Entfernungsbestimmungsverfahren, wobei die infolge einer Ortsveränderung
(Erdrotation) entstandene parallaktische Verschiebung eines Sterns gemessen
wird. Jeder Stern beschreibt im Laufe eines Jahres eine Ellipse (große
Bahnhalbachse = parallaktischer Winkel / kleine Achse hängt von
ekliptaler Breite des Sterns ab) .
Je größer die Entfernung r des Sterns ist, desto kleiner ist die
parallaktische Verschiebung p des Sterns. Beträgt r = 206.265 AE (3,0856 *
1013 km) , so ergibt sich eine
jährliche Parallaxe von genau 1“ . Diese Entfernung wird als 1
Parallaxensekunde bezeichnet (kurz: Parsec) und als Längeneinheit
verwendet. Die Entfernung r in Parsec und die Parallaxe p verhalten sich
umgekehrt proportional.
r =
1/p
1 pc = 3,3 Ly
(rund)
Die größte parallaktische Verschiebung haben:
Proxima Centauri : 0,772 “
" Centauri :
0,750 “
Die erste trigonometrische Entfernungsbestimmung gelang 1838 F.W.Bessel mit
dem Stern 61 Cygni. Trigonometrisch kann man bis 100 pc die Entfernung
bestimmen.
6. Der Messier-Katalog
|
Nummer
|
NGC
|
RA
|
DEC
|
Sternbild
|
Bemerkungen
|
H
|
D
|
|
M1
|
1952
|
5h34,5
|
+22°01
|
Tau
|
Planetarischer Nebel;
Krebsnebel
|
8,4
|
6´*4´
|
|
M2
|
7089
|
21h33,5
|
-00°49
|
Aqr
|
kugelförmiger Haufen
|
6,5
|
13´
|
|
M3
|
5272
|
13h42,2
|
+28°23
|
CVn
|
kugelförmiger Haufen
|
6,4
|
16´
|
|
M4
|
6121
|
16h23,6
|
-26°31
|
Sco
|
kugelförmiger Haufen
|
5,9
|
|
|
M5
|
5904
|
15h18,5
|
+02°05
|
Ser
|
kugelförmiger Haufen
|
5,8
|
17´
|
|
M6
|
6405
|
17h40,0
|
-32°12
|
Sco
|
kugelförmiger Haufen
|
4,2
|
|
|
M7
|
6475
|
17h54,0
|
-34°49
|
Sco
|
Offener Sternhaufen
|
3,3
|
|
|
M8
|
6523
|
18h03,7
|
-24°23
|
Sgr
|
Galaktischer Nebel;
Lagunennebel
|
4,6
|
|
|
M9
|
6333
|
17h19,2
|
-18°31
|
Oph
|
kugelförmiger Haufen
|
7,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M10
|
6254
|
16h57,2
|
-04°06
|
Oph
|
kugelförmiger Haufen
|
6,6
|
|
|
M11
|
6705
|
18h51,1
|
-06°16
|
Sct
|
Offener Sternhaufen
|
5,8
|
14´
|
|
M12
|
6218
|
16h47,2
|
-01°57
|
Oph
|
kugelförmiger Haufen
|
6,6
|
|
|
M13
|
6205
|
16h41,7
|
+36°28
|
Her
|
kugelförmiger Haufen
|
5,69
|
17´
|
|
M14
|
6402
|
17h37,6
|
-03°15
|
Oph
|
kugelförmiger Haufen
|
7,6
|
|
|
M15
|
7078
|
21h30,0
|
+12°10
|
Peg
|
kugelförmiger Haufen
|
6,4
|
12´
|
|
M16
|
6611
|
18h18,9
|
-13°47
|
Ser
|
Offener Sternhaufen;
Adlernebel
|
6,6
|
35´*28´
|
|
M17
|
6618
|
18h20,8
|
-16°10
|
Sgr
|
Galaktischer Nebel; Omeganebel
|
6,9
|
46´*37´
|
|
M18
|
6613
|
18h19,9
|
-17°08
|
Sgr
|
Offener Sternhaufen
|
6,9
|
|
|
M19
|
6273
|
17h02,6
|
-26°16
|
Oph
|
kugelförmiger Haufen
|
7,2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M20
|
6514
|
18h02,6
|
-23°02
|
Sgr
|
Galaktischer Nebel;
Trifidnebel
|
6,3
|
|
|
M21
|
6531
|
18h04,7
|
-22°30
|
Sgr
|
Offener Sternhaufen
|
5,9
|
|
|
M22
|
6656
|
18h36,4
|
-23°54
|
Sgr
|
kugelförmiger Haufen
|
5,1
|
24´
|
|
M23
|
6494
|
17h56,9
|
-19°01
|
Sgr
|
Offener Sternhaufen
|
5,5
|
|
|
M24
|
6603
|
18h18,4
|
-18°25
|
Sgr
|
Offener Sternhaufen
|
11,0
|
|
|
M25
|
IC4725
|
18h31,7
|
-19°14
|
Sgr
|
Offener Sternhaufen
|
4,6
|
|
|
M26
|
6694
|
18h45,2
|
-09°24
|
Sct
|
Offener Sternhaufen
|
8,0
|
|
|
M27
|
6853
|
19h59,6
|
+2243
|
Vul
|
Planetarischer Nebel;
Hantelnebel
|
7,6
|
7´*8´
|
|
M28
|
6626
|
18h24,6
|
-24°52
|
Sgr
|
kugelförmiger Haufen
|
6,9
|
|
|
M29
|
6913
|
20h24,0
|
+38°31
|
Cyg
|
Offener Sternhaufen
|
6,6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M30
|
7099
|
21h40,4
|
-23°11
|
Cap
|
kugelförmiger Haufen
|
7,5
|
|
|
M31
|
224
|
0h42,7
|
+41°16
|
And
|
Galaxie; Andromedanebel
|
3,5
|
178´*63´
|
|
M32
|
221
|
0h42,7
|
+40°52
|
And
|
Galaxie; Begleiter von M31
|
8,2
|
8´*6´
|
|
M33
|
598
|
1h33,8
|
+30°39
|
Tri
|
Galaxie; Dreiecksnebel
|
5,7
|
62´*39´
|
|
M34
|
1039
|
2h42,0
|
+42°47
|
Per
|
Offener Sternhaufen
|
5,2
|
|
|
M35
|
2168
|
6h08,8
|
+24°20
|
Gem
|
Offener Sternhaufen
|
5,1
|
28´
|
|
M36
|
1960
|
5h36,3
|
+34°08
|
Aur
|
Offener Sternhaufen
|
6,0
|
12´
|
|
M37
|
2099
|
5h52,2
|
+32°33
|
Aur
|
Offener Sternhaufen
|
5,6
|
24´
|
|
M38
|
1912
|
5h28,7
|
+35°50
|
Aur
|
Offener Sternhaufen
|
6,4
|
21´
|
|
M39
|
7092
|
21h32,3
|
+48°26
|
Cyg
|
Offener Sternhaufen
|
4,6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M40
|
|
12h34,3
|
+58°21
|
UMa
|
Offener Sternhaufen
|
9,0
|
|
|
M41
|
2287
|
6h47,0
|
-20°46
|
UMA
|
Offener Sternhaufen
|
4,5
|
|
|
M42
|
1976
|
5h3503
|
-05°27
|
Ori
|
Galaktischer Nebel; Orionnebel
|
2,9
|
66´*60´
|
|
M43
|
1982
|
5h35,5
|
-05°16
|
Ori
|
Galaktischer Nebel
|
9,0
|
|
|
M44
|
2632
|
8h40,0
|
+20°00
|
Cnc
|
Offener Sternhaufen; Praesepe
|
3,1
|
95´
|
|
M45
|
|
3h47,0
|
+24°07
|
Tau
|
Offener Sternhaufen; Plejaden
|
1,2
|
110´
|
|
M46
|
2437
|
7h41,8
|
-14°49
|
Pup
|
Offener Sternhaufen
|
6,1
|
|
|
M47
|
2422
|
7h36,6
|
-14°29
|
Pup
|
Offener Sternhaufen
|
4,4
|
|
|
M48
|
2548
|
8h13,8
|
-05°48
|
Hya
|
Offener Sternhaufen
|
5,8
|
|
|
M49
|
4472
|
12h29,8
|
+08°00
|
Vir
|
Galaxie; (zugehörig zum
Virgo-Haufen)
|
8,4
|
9´*7´
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M50
|
2323
|
7h03,0
|
-08°21
|
Mon
|
Offener Sternhaufen
|
5,9
|
16´
|
|
M51
|
5194
|
13h29,9
|
+47°12
|
CVn
|
Galaxie; Strudelnebel
|
8,4
|
11´*8´
|
|
M52
|
7654
|
23h24,2
|
+61°36
|
Cas
|
Offener Sternhaufen
|
6,9
|
|
|
M53
|
5024
|
13h12,9
|
+18°10
|
Com
|
kugelförmiger Haufen
|
7,7
|
|
|
M54
|
6715
|
18h55,1
|
-30°28
|
Sgr
|
kugelförmiger Haufen
|
7,7
|
|
|
M55
|
6809
|
19h40,0
|
-30°57
|
Sgr
|
kugelförmiger Haufen
|
7,0
|
|
|
M56
|
6779
|
19h16,6
|
+30°11
|
Lyr
|
kugelförmiger Haufen
|
8,3
|
|
|
M57
|
6720
|
18h53,6
|
+33°02
|
Lyr
|
Planetarischer Nebel;
Ringnebel
|
9,7
|
1´*1,4´
|
|
M58
|
4579
|
12h37,7
|
+11°49
|
Vir
|
Galaxie
|
9,8
|
|
|
M59
|
4621
|
12h42,0
|
+11°39
|
Vir
|
Galaxie
|
9,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M60
|
4649
|
12h43,7
|
+11°33
|
Vir
|
Galaxie
|
8,8
|
|
|
M61
|
4303
|
12h21,9
|
+04°28
|
Vir
|
Galaxie
|
9,7
|
|
|
M62
|
6266
|
17h01,2
|
-30°07
|
Oph
|
kugelförmiger Haufen
|
6,6
|
|
|
M63
|
5055
|
13h15,8
|
+42°02
|
CVn
|
Galaxie
|
8,6
|
12´*8´
|
|
M64
|
4826
|
12h56,7
|
+21°41
|
Com
|
Galaxie
|
8,5
|
9´*5´
|
|
M65
|
3623
|
11h18,9
|
+13°06
|
Leo
|
Galaxie
|
9,3
|
|
|
M66
|
3627
|
11h20,3
|
+13°00
|
Leo
|
Galaxie
|
9,0
|
|
|
M67
|
2682
|
08h51,4
|
+11°48
|
Cnc
|
Offener Sternhaufen
|
6,9
|
30´
|
|
M68
|
4590
|
12h39,5
|
-26°45
|
Hya
|
kugelförmiger Haufen
|
8,2
|
|
|
M69
|
6637
|
18h31,4
|
-32°21
|
Sgr
|
kugelförmiger Haufen
|
7,7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M70
|
6681
|
18h43,2
|
-32°17
|
Sgr
|
kugelförmiger Haufen
|
8,1
|
|
|
M71
|
6838
|
19h53,7
|
+18°47
|
Sge
|
kugelförmiger Haufen
|
8,3
|
|
|
M72
|
6981
|
20h53,5
|
-12°32
|
Aqr
|
kugelförmiger Haufen
|
9,4
|
|
|
M73
|
6994
|
20h59,0
|
-12°38
|
Aqr
|
Vier Einzelsterne (Offener
Haufen)
|
9,0
|
|
|
M74
|
628
|
01h36,7
|
+15°47
|
Psc
|
Galaxie
|
9,2
|
|
|
M75
|
6864
|
20h06,1
|
-21°55
|
Sgr
|
kugelförmiger Haufen
|
8,6
|
|
|
M76
|
650
|
01h42,2
|
+51°34
|
Per
|
Planetarischer Nebel
|
12,0
|
|
|
M77
|
1068
|
02h42,7
|
-00°01
|
Cet
|
Galaxie
|
8,8
|
7´*6´
|
|
M78
|
2068
|
05h46,7
|
+00°04
|
Ori
|
Galaktischer Nebel
|
8,0
|
|
|
M79
|
1904
|
05h24,2
|
-24°31
|
Lep
|
kugelförmiger Haufen
|
8,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M80
|
6093
|
16h17,0
|
-2259
|
Sco
|
kugelförmiger Haufen
|
7,2
|
|
|
M81
|
3031
|
09h55,8
|
+69°04
|
UMa
|
Galaxie
|
6,9
|
26´*14´
|
|
M82
|
3034
|
09h55,8
|
+69°42
|
UMa
|
Galaxie
|
8,4
|
11´*5´
|
|
M83
|
5236
|
13h37,0
|
-29°52
|
Hya
|
Galaxie
|
7,6
|
|
|
M84
|
4374
|
12h25,1
|
+12°53
|
Vir
|
Galaxie
|
9,3
|
|
|
M85
|
4382
|
12h25,4
|
+18°11
|
Com
|
Galaxie
|
9,2
|
|
|
M86
|
4406
|
12h26,2
|
+12°57
|
Vir
|
Galaxie
|
9,2
|
|
|
M87
|
4486
|
12h30,8
|
+12°23
|
Vir
|
Galaxie; Vir A (zugehörig zum
Virgo-Haufen)
|
8,6
|
7´*7´
|
|
M88
|
4501
|
12h32,0
|
+14°25
|
Com
|
Galaxie
|
9,5
|
|
|
M89
|
4552
|
12h35,7
|
+12°33
|
Vir
|
Galaxie
|
9,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M90
|
4569
|
12h36,8
|
+13°10
|
Vir
|
Galaxie
|
9,5
|
|
|
M91
|
4548
|
12h35,4
|
+14°30
|
Com
|
Galaxie
|
10,2
|
|
|
M92
|
6341
|
17h17,1
|
+43°08
|
Her
|
kugelförmiger Haufen
|
6,5
|
11´
|
|
M93
|
2447
|
07h44,6
|
-23°53
|
Pup
|
Offener Sternhaufen
|
6,2
|
|
|
M94
|
4736
|
12h50,9
|
+41°07
|
CVn
|
Galaxie
|
8,9
|
11´*9´
|
|
M95
|
3351
|
10h44,0
|
+11°42
|
Leo
|
Galaxie
|
9,7
|
|
|
M96
|
3368
|
10h46,8
|
+11°49
|
Leo
|
Galaxie
|
9,2
|
|
|
M97
|
3587
|
11h14,9
|
+55°01
|
UMa
|
Planetarischer Nebel
|
11,2
|
|
|
M98
|
4192
|
12h13,8
|
+14°54
|
Com
|
Galaxie
|
10,1
|
|
|
M99
|
4254
|
12h18,8
|
+14°25
|
Com
|
Galaxie
|
9,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M100
|
4321
|
12h22,9
|
+15°49
|
Com
|
Galaxie
|
9,4
|
|
|
M101
|
5457
|
14h03,2
|
+54°21
|
UMa
|
Galaxie
|
7,7
|
27´*26´
|
|
M102
|
5866
|
15h06,5
|
+55°46
|
Dra
|
Galaxie
|
10,0
|
|
|
M103
|
581
|
01h33,1
|
+60°42
|
Cas
|
Offener Sternhaufen
|
7,3
|
|
|
M104
|
4594
|
12h40,0
|
-11°37
|
Vir
|
Galaxie; Sombreronebel
|
8,3
|
9´*4´
|
|
M105
|
3379
|
10h47,9
|
+12°35
|
Leo
|
Galaxie
|
9,3
|
|
|
M106
|
4258
|
12h19,0
|
+47°18
|
CVn
|
Galaxie
|
8,3
|
18´*8´
|
|
M107
|
6171
|
16h32,5
|
-13°03
|
Oph
|
kugelförmiger Haufen
|
8,1
|
|
|
M108
|
3556
|
11h11,6
|
+55°40
|
UMa
|
Galaxie
|
10,1
|
|
|
M109
|
3992
|
11h57,7
|
+53°22
|
UMa
|
Galaxie
|
9,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M110
|
205
|
00h40,3
|
+41°41
|
And
|
Galaxie; Begleiter des
Andromedanebels
|
8,0
|
|
Astronomie-Themensammlung (Die Sterne)
© Christoph Rollwagen 1998
e-mail : appollo@brechtg.brb.bb.schule.de
Homepage: http://appollo.notrix.de
- Weitere Astronomische Informationen im ASTRO CORNER unter:
http://astro-corner.notrix.de -
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