Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

22 KAPITEL 1. GEOMETRIE
Daß sich die Sonne relativ zu weit entfernten Sternen (Fixsterne) bewegt, hat als erster (1783) W.
Herschel gemessen. Sein Ergebnis wurde von Argelander in Bonn (1837) anhand eines viel umfangreicheren
Materials bestätigt. Typische Eigengeschwindigkeiten belaufen sich auf 30 km/sec oder 30
pc/Myr (relativ zur Sonne), sodaß die Sterne der Sonnenumgebung nach etwa einer Million Jahre ganz
andere sein werden.
In einer Kugel mit dem Radius 5 pc um die Sonne als Zentrum sind bisher 62 Objekte entdeckt: nämlich
32 Einzelsterne, 12 Doppelsterne und 2 Tripelsterne. Dem entspricht eine Anzahldichte von 0.12 Sterne
pro pc 3 . Schätzt man deren Massen (s.u.), dann erhält man für die lokale, gesehene Massendichte etwa
ρlokal = 0.1M⊙pc −3 . Der Literaturwert der gesehen Masse beträgt
ρlum = 0.09M⊙ pc −3
Der beste Wert der von Hipparcos (aufgrund der Stellardynamik sonnennaher Sterne) ermittelt wurde
ist sogar kleiner: ρdyn = 0.076M⊙ pc −3 . Dem entspricht in cgs Einheiten ρ = 10 −23 g cm −3 , was (mit
einem mittleren Molekulargewicht von µ = 2 · 10 −24 ) eine Teilchendichte von n = 5 cm −3 ergibt.
ρdyn = 10 −23
g cm −3 , ndyn = 5 cm −3 (1.35)
Der Wert vor Hipparcos war ρdyn = 0.12M⊙ pc −3 , sodaß 30% Dunkelmaterie bereits in allernächster
Sonnenumgebung impliziert wurde.
Da nun die Sonne kein ausgezeichneter Stern ist, legt dies nahe, ein lokales Ruhsystem zu definieren
(local standard of rest, LSR). Dazu werden besonders ausgewählte, sonnennahe Sterne herangezogen
und ihr Geschwindigkeitschwerpunkt als LSR genommen. Im LSR hat die Sonne eine Pekuliargeschwindigkeit
von 20 km s −1 . Der Wert, der vom Satelliten Hipparcos neuerdings ermittelt wurde, ist
(nur unwesentlich) kleiner: 14 km s −1 .
Sterne mit Planeten
Wenn es stimmt, daß Einzelsterne Planeten benötigen, in denen (wie bei der Sonne) der Drehimpuls
gespeichert wird, dann sollte es um alle (Einzelsterne) Trabanten geben. Eventuell werden bei der
Bildung einige das System verlassen (interstellare Planeten). Wie können diese nachgewiesen werden?
Aktuelle Grundlage zum Nachweis extrasolarer Planeten ist der Dopplereffekt. Über die statistische
Messung sehr vieler Linien und ihrer Dopplerverschiebung kann man damit noch Massen bis zu einer
halben Jupitermasse herab bestimmen. Entdeckt werden mittlerweile immer mehr (27 Sterne mit
Planeten, 2 Pulsare und 3 Sterne mit Planet und Staubscheibe. Stand: 22 Okt. 1998).
Es stellt sich dann, bei so vielen positiven Entdeckungen, die Frage, ob es auch Sterne ohne Planeten
gibt. Die Antwort ist ja, bei 21 Sternen (mit gleicher Methode) konnten keine Dopplerverschiebung
gefunden werden. Das heißt aber nicht, daß hier keine sind. Zur Erinnerung: absence of evidence is not
evidence of absence!
Synopsis: Die lokale Entfernungsskala
Die Griechen um 300 BC hatten bereits das richtige, nämlich ein heliozentrisches, Weltbild. Die Entfernungen
stimmten allerdings nicht.
Aristarch nahm die Entfernung zur Sonne (AE: Astronomische Einheit) zu 20 EM (Entfernung
Erde-Mond) an. Bei Archimedes ist um 215 BC die Sonne im Zentrum eines statischen, sphärischen