Spektralatlas für Astroamateure - UrsusMajor

Spektralatlas für Astroamateure 82
19 Spektralsequenz auf dem AGB
19.1 Evolution der Sterne auf dem Asymptotischen Riesenast (AGB)
Der folgende, vereinfacht dargestellte Ablauf, gilt für Sterne mit 1 bis 8, je nach Quelle
auch bis zu ca. 10 Sonnemassen.
Roter Riesenast (Red Giant Branch RGB)
Nach dem Verlassen der Hauptreihe bewegt sich der Stern im HRD zuerst auf dem Roten
Riesenast (RGB) nach rechts oben. In dieser Phase verlagert sich die Fusionszone des Wasserstoffs
im Sterninnern zunehmend in eine Schale rund um den wachsenden Heliumkern.
Dadurch nehmen der Radius, und die Leuchtkraft des Sterns dramatisch zu, während die
Dichte der Atmosphäre geringer wird und die Oberflächentemperatur sinkt.
Horizontaler Ast (Horizontal Branch HB)
Der sog. Heliumblitz (Helium Flash) stoppt abrupt diesen Aufstieg auf dem RGB. Dieses Ereignis
wird durch die nukleare Zündung des Heliumkerns ausgelöst, welcher sich während
der RGB Phase im Sternzentrum gebildet hat. Durch Heliumfusion und komplexe Zwischenprozesse
wird jetzt im Zentrum Kohlenstoff und Sauerstoff gebildet. Dadurch bewegt sich
der Stern zuerst ein kurzes Stück nach links und nach unten auf dem Horizontalen Ast (HB).
Asymptotischer Riesenast (Asymptotic Giant Branch AGB)
In einer späteren Phase beginnt das Helium in einer Schale um den Kern aus Kohlenstoff
und Sauerstoff zu „brennen“ und zündet damit zusätzlich auch die Wasserstoff Fusion in
einer äusseren Schale des Sterns. Dieses zeitweise mehrfache oder alternierende Schalenbrennen
verursacht nun den Aufstieg des sich blähenden, instabilen Sterns entlang des
AGB. Der Sternradius erreicht (bei einer Sonnenmasse) nun ca. 1.5 AE und die Leuchtkraft
etwa das 10‘000 fache des früheren Hauptreihenstadiums.
Post AGB Phase
Im Endstadium stossen diese Sterne einen Planetarischen Nebel ab (siehe Kap. 24), welcher
durch den verbliebenen, extrem heissen Kern, zur Emission von Licht angeregt wird.
Dieser zentrale „Reststern“ zeigt anfänglich ähnliche Spektren wie Wolf Rayet Sterne (siehe
Kap. 8). Später kühlt er ab und endet als Weisser Zwerg (White Dwarf) auf dem stellaren
„Friedhof“ im unteren Teil des HRD. Im folgenden Diagrammausschnitt ist dieser Weg
schematisch für Sterne von ca. 1, 5 und 10 Sonnenmassen eingetragen.
Absolute Leuchtkraft M
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
30‘000 10‘000 7‘000 6‘000 4‘000
Planetarischer Nebel
10 M
5 M
Weisse Zwerge VII
Effektive Temperatur K
Riesen (II, III)
Überriesen (I)
Sonne
O5 B0 A0 F0 G0 K0 M0
Spektralklasse
Helium
Blitz
10 5
10 4
10 3
102 Horizontaler
Ast HB
10
1
10 -1
Helligkeit relativ zur Sonne