Astronomie II (online-kurs)

KAPITEL 2. AUFBAU UND ENTWICKLUNG DER STERNE 17
2.1.6 Standard-Sonnenmodell
Im Standard-Sonnenmodell werden einige Annahmen gemacht, von denen die wesentlichen hier kurz
angegeben seien.
• Die Sonne besteht fast vollständig aus Wasserstoff und Helium.
• Es herrscht hydrostatisches Gleichgewicht.
• Die Sonne produziert ihre Energie durch Fusionsprozesse.
• Die produzierte Energie wird durch Licht und Konvektion an die Oberfläche transportiert.
Man erhält somit ein System aus Differentialgleichungen, das auf dem Computer gelöst wird und Resultate
für Dichte, Temperatur, Zusammensetzung im Inneren liefert:
zentrale Temperatur:
zentrale Dichte:
zentraler Druck:
15.7 × 10 9 K
155 gcm −3
200 Milliarden At.
2.1.7 ZAMS-Rechnungen
Hier sollen nun einige Resultate vorgestellt werden, die im Rahmen eines ZAMS-Modells gewonnen
wurden. Bei diesem Modell werden als Eingabeparameter die totale Sternenmasse, der Radius, der
zentrale Druck und die zentrale Temperatur, die zentrale Luminosität sowie die chemische Zusammensetzung
übergeben.
Als numerische Grundlage dient der Code aus dem Buch
C.J. Hansen, S.D. Kawaler: Stellar Interiors, Springer 1994 .
Mit Hilfe dieses Codes kann nun ein HRD berechnet werden. So erhält man für Sterne mit Massen
zwischen 0.8 M ⊙ und 20 M ⊙ folgenden Verlauf für die Hauptreihe:
Insbesondere findet man mit diesem Modell für einen Stern mit M = 1 M ⊙
T eff = 5652 K und log L/L ⊙ = −0.04 . (2.19)
Damit wird unsere Sonne relativ gut beschrieben. Will man zu einer besseren Modellierung der Sonne
gelangen, so muß man die schweren Elemente (Metalle) berücksichtigen und die Entwicklung der Sonne
von ihrer Bildung bis heute berechnen.
2.2 Energieerzeugung in Sternen
2.2.1 Einführung in die Kernphysik
Um die relevanten Prozesse der Energieproduktion in der Sonne zu verstehen, ist es notwendig, einige
Punkte aus der Kernphysik anzusprechen.