Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

36 KAPITEL 1. GEOMETRIE
oder Sterne gleicher Entfernung (offene Sternhaufen, Kugelsternhaufen). Die stillschweigende Annahme,
die hier eingeht, ist die, daß die Sterne in Sonnenumgebung nicht nur typisch für die Milchstraße
sind, sondern auch für weit entfernte Galaxien.
Die offenen Sternhaufen haben den Vorteil, daß alle Mitglieder praktisch bei gleicher Entfernung gesehen
werden, daß man also die Entfernung nur einmal bestimmen muß. Ferner sind die Sterne alle
chemisch gleich, da sie aus dem gleichen Wolkenmaterial
entstanden sind.
Die Einträge in der nebenstehenden Tabelle haben
folgende Bedeutung:
Nbek ist die Anzahl bekannter Objekte,
Ntot deren geschätzte Gesamtzahl,
T ist das Alter in Jahren (yr), Pop. ist die Sternpopulation,
met. bedeutet hier ausnahmsweise die
Häufigkeit an Elementen schwerer als O,
M ist die mittlere Sternmasse (in Einheiten der
Parameter offene Kugel OB
Sternhaufen Sternhaufen Assoziationen
Nbek 1039 125 70
Ntot 3000 10 5 − 10 6 300
T 10 6 − 10 9 10 10 10 6 − 10 7
Pop. I II I
met. reich arm extrem reich
M/M⊙ 1 M⊙ 0.5 M⊙ 5 M⊙
Ort Scheibe Halo Scheibe
Tab. 1.11: Haufencharakteristika
Sonnenmasse M⊙), Ort gibt die räumliche Verteilung an.
Trägt man nun, wie Trumpler es zuerst (1930) getan hat, mB − mV gegen M auf, d. h. 1/T gegen L,
so stellt man fest, daß die Sterne in einen schmalen Band liegen. Die Größe mB − mV (meist B − V
abgekürzt) ist unabhängig von der Entfernung, diese wird nur zur Bestimmung von M benötigt.
Die Bandbreite ist i. w. bestimmt durch die chemische Zuammensetzung und durch nichtaufgelöste
Doppelsterne, (s. u.). Vergleicht man nun einen offenen Sternhaufen der scheinbaren Helligkeit mo mit
einem Eichhaufen mit Helligkeit me (z. B. den Hyaden mit gut bekannter Entfernung), so kann man im
H-R-Diagramm den einen vertikal so lange verschieben bis seine Hauptreihe mit der des Eichhaufens
zur Deckung kommt. Die Differenz in scheinbarer Helligkeit ∆m = mo − me heißt Entfernungsmodul.
Damit kann man dann die Entfernung (in Einheiten der Entfernung zum Eichhaufen) bestimmen.
Einem Faktor von z. B. 100 in der Leuchtkraft, ∆m = 5, entspricht ein (Do/De) 2 = 10 2 , ein Faktor
10 in der Entfernung, Do = 10De.
• BEISPIEL (WEGA ALS EICHSTERN ZU A0)
Die Entfernung beträgt 8 pc. Damit unterscheiden sich scheinbare, m, und absolute Helligkeit, M, um etwa eine halbe
Magnitude: m − M = 5 log(0.8) = −0.48.
Astronomische Daten : Wega
Mv B − V BC Te Tc Mb L R M
0.7 0.00 −0.7 0.97 1.5 0.0 90L⊙ 3R⊙ 3M⊙
Mv: absolute visuelle Helligkeit, entspricht 3600 Jy im V Band; Mb: absolute bolometrische Helligkeit,
B − V Farb Index, BC bolometrische Korrektion,
Te effektive Temperatur, Tc Farb - Temperatur in Einheiten 10000 K.
Da die Hyaden keine O und B Sterne enthalten, nimmt man noch die Plejaden als zweiten Eichstandard
hinzu. Ein prinzipiell unlösbares Problem ist allerdings noch, daß –selbst bei vorausgesetzter chemischer
Homogenität– die Sterne nicht eine eindeutig bestimmte Leuchtkraft mV bei gegebener Temperatur
(B − V ) besitzen. Das liegt daran, daß es viele unaufgelöste Doppelsterne gibt. Damit kommt
man entfernungsmäßig bereits durch die ganze Galaxie. Es ergibt sich jedoch eine Schwierigkeit: die
interstellare Absorption A. Diese verschiebt die Hauptreihe horizontal und es gilt näherungsweise
m − M = 5 log (D/10pc) + A (1.49)
Empirisch stellte Baade (1944) so fest, daß es zwei Typen von Sternen gibt, welche er mit Population I
und Population II bezeichnete. Insbesondere Cepheiden der Population I sind in der Milchstraße wegen
der starken interstellaren Absorption in der Scheibe schwer zu finden.