Beitrag zur Astrospektroskopie 8.7 - UrsusMajor

Beitrag zur Spektroskopie für Amateurastronomen 7
1 Einleitung
Für viele Amateurastronomen hat die Spektroskopie noch immer das Image des Elitären. So
sind zum Beispiel die Fachliteratur, aber auch Software Manuals etc. noch vorwiegend in
Englisch verfasst, was für viele ein echtes Hemmnis bedeutet. Trotz dieser Schwierigkeiten
interessiert sich eine wachsende Zahl von Sternfreunden für dieses Gebiet, nicht zuletzt
dank substantiellen Erleichterungen infolge der CCD-Technologie, einigermassen erschwinglicher
Spektrografen, sowie mehrerer Freeware Pakete, welche das Aufbereiten
und Auswerten der Spektren wesentlich erleichtern.
Der Schwerpunkt der gegenwärtigen Amateurliteratur befasst sich mit der Technik und
dem Selbstbau von Spektrografen. Ferner sind auch zahlreiche Aufsätze zu spezifischen
Beobachtungsprojekten zu finden. Die zahlreichen Auswerte- und Interpretationsmöglichkeiten
für die Spektralprofile leiden jedoch noch an einem deutlichen Defizit an amateurgerechter
Literatur. Ergänzend dazu sollen hier praktische Anwendungen, theoretische Hintergründe,
und Zusammenhänge gezeigt werden, welche meiner Meinung nach in der Amateurliteratur
bisher zu kurz gekommen sind. Die praktische Relevanz muss dabei aber immer
im Vordergrund stehen. So soll zum Beispiel der enorme, qualitative und quantitative
Informationsgehalt der Spektralklasse, im Zusammenhang mit dem Hertzsprung-Russel
Diagramm ausgeleuchtet werden. Ein weiterer Schwerpunkt sind die vielfältigen messtechnischen
Möglichkeiten, welche sich dem Amateur mit dem heute zur Verfügung stehenden
Equipment erschliessen. Die Informationen wurden aus zahlreichen Fachartikeln zusammengetragen
und in eigenen Versuchen auf die Praxistauglichkeit überprüft. Die verwendeten
Informationsquellen werden möglichst vollständig ausgewiesen um so auch weiterführend
genutzt werden zu können.
Ergänzend zu dieser Schrift soll der „Spektralatlas für Astroamateure“ [33] eine weitere
Publikationslücke schliessen. Konzipiert als Führer durch die stellaren Spektralklassen, ermöglicht
er die Identifikation zahlreicher Spektrallinien in gering bis mässig hoch aufgelösten
Spektren. Aktuell steht Version 3.0 im Internet zum Download bereit.
Weiter ist auch ein detailliertes Tutorial [30] über die Aufbereitung der Spektren mit der
Vspec und IRIS Software herunterladbar. Da alle Schriften eigenständig bleiben sollen, sind
einige Textstellen und Grafiken redundant enthalten.
Die Spektroskopie ist der eigentliche Schlüssel zur Astrophysik. Ohne sie wäre unser heutiges
Bild des Universums undenkbar. Die Photonen, welche zum CCD-Sensor unserer Kamera
vielleicht mehrere Millionen Jahre unterwegs waren, liefern eine erstaunliche Fülle von
Informationen über das Herkunftsobjekt. Dies kann durchaus faszinieren, auch ohne die
Ambition, gleich wissenschaftliche Lorbeeren anstreben zu wollen. Man braucht auch keinen
Abschluss in Physik mit Vertiefung in Mathematik, um sich bereichernd mit dieser Materie
beschäftigen zu können. Erforderlich sind einige physikalische Grundkenntnisse, die
Fähigkeit, mit einem technisch- wissenschaftlichen Taschenrechner und gegebenen Zahlen
einfache Formeln berechnen zu können, sowie eine gesunde Portion Begeisterung.
Auch die für Amateure erforderlichen, chemischen Kenntnisse bleiben in diesem Fachgebiet
erfreulicherweise überschaubar. In den heissen Sternatmosphären und angeregten
Gasnebeln können die einzelnen Elemente kaum noch chemische Verbindungen eingehen.
Lediglich in den äussersten Schichten relativ „kühler“ Sterne überleben einige sehr einfache
Moleküle. Komplexere, chemische Verbindungen sind erst in der wirklich kalten Materie
des interstellaren Raumes und in planetaren Atmosphären zu finden. Zudem bezeichnet
die Stellarastronomie alle Elemente, ausser Wasserstoff und Helium, vereinfachend als
„Metalle“. Der Anteil von Wasserstoff und Helium an der sichtbaren Materie im Kosmos beträgt
heute noch ca. 99%. Der Rest, d.h. die meisten „Metalle“, ist erst lange nach dem Urknall,
durch die erste Generation massereicher Sterne entstanden und an deren Lebensen-