Grundlagen der elementanalytischen Sternspektroskopie - FG ...

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des Sterns. Diese ist relativ stabil, so lange genug Wasserstoff für die Fusion vorhanden ist.
Auf die Strahlungszone folgt die Konvektionszone, in der Atome erstmals nicht mehr nur als
Ionen vorliegen, sondern Strahlungsenergie durch Absorption aufnehmen, dadurch kinetische
Energie gewinnen und den Energietransport zur Oberfläche durch Konvektion vollziehen.
Abbildung 2.2.2: (links) Aufbau des Sonnenkörpers; Druck-, Temperatur- und Dichteverlauf
(rechts) Energieerzeugung und Wasserstoffgehalt im Sonneninnern. Nur bis 1/10 Sonnenradius ist
die Energieerzeugung effektiv; im Sonnenkern ist der Wasserstoffgehalt schon abgesunken.
Die äußerste Schicht der Konvektionszone wird Photosphäre genannt. Diese Schicht ist der
scharf begrenzte Sonnenrand, den man mit bloßem Auge beobachten kann, denn die Photonen
werden dort nicht mehr vollkommen von den Atomen absorbiert, sondern zu einem Großteil
in den Weltraum abgestrahlt. In der kühlen Photosphäre geben angeregte Atome ihre
absorbierte Energie ab und sinken durch ihre Abkühlung wieder in tiefere Bereiche der
Konvektionszone um neue Energie aufzunehmen. Durch diese Konvektionsströme kommt es
an der Sternoberfläche zur sog. Granulation 1 . Wenn der gesamte Wasserstoff im Kern
verbraucht ist, kontrahiert der Stern aufgrund des nicht mehr vorhandenen Strahlungsdrucks
ein wenig und der Heliumkern verdichtet sich. Aufgrund des Temperaturanstiegs durch
Druckerhöhung im Innern, beginnt nun das Helium durch den 3α-Prozess 2 zu fusionieren.
Durch die wesentlich energiereichere Strahlung und den größeren Strahlungsdruck, der dabei
entsteht, kann nun auch der Wasserstoff in den äußeren Schichten fusionieren. Der Stern
nimmt an Leuchtkraft zu, bläht sich zu einem Roten Riesen auf und kühlt sich dabei aufgrund
von Druckverminderung wieder ab.
1 Körnige Struktur von Sternoberflächen. Einzelne Körner werden als Granulen bezeichnet und haben eine
Ausdehnungen von bis zu 1000 km im Durchmesser. Sie existieren nur für wenige Minuten.
2 Drei Heliumkerne fusionieren unter Abstrahlung von zwei γ-Quanten zu Kohlenstoff. = Heliumbrennen