Astronomie II (online-kurs)

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KAPITEL 4. STERNSYSTEME 34 Ultraviolettastronomie - (10 nm - 400 nm) M: Teleskop + UV-empfindlicher Film, EUVE-Satellit E: leuchtende Sterne I: extrem heiße Sterne Röntgenastronomie - (0.01 nm - 10 nm) M: Satellitenteleskope, z.B. ROSAT, Uhuru, u.a. E: hochenergetische Strahlungsübergänge I: Massenakkretion, Pulsare, Novae, Supernovae Gammaastronomie - ( < 0.01 nm) M: Gammadetektoren, z.B. Compton Gamma Ray Observatory E: Kernreaktionen I: Supernovae, aktive Galaxien Unter Anwendung dieser Untersuchungsmethoden läßt sich nachweisen, dass unsere Galaxie aus Sternen, interstellarem Gas und interstellarem Staub besteht. Im optischen Bereich werden Sternzählungen, die sogenannte Stellarstatistik durchgeführt. Im folgenden Diagramm ist die Zahl der Sterne in galaktischen Koordinaten dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Sterne sich um die galaktische Ebene häufen, dass im galaktischen Zentrum besonders viele Sterne liegen und dass lokale Maxima in der Sternhäufigkeit (z.B. bei 70 und bei 100) auftreten, die auf die Spiralarme unserer Galaxis hinweisen. Im Radiobereich zeigt sich ein ähnliches Bild. Insbesondere findet sich im Ursprung des galaktischen Koordinatensystems eine extrem starke Radioquelle: Sagittarius A (Sgr A). Sie wird mit dem Zentrum der Milchstraße identifiziert. Im optischen Bereich ist dieses Gebiet durch Staub- und Gaswolken verdeckt. Interessanterweise stammen Röntgen- und Gammaemissionen in diesem Gebiet jedoch von Quellen, die nicht mit Sgr A übereinstimmen. Insbesondere aus der 21cm Linie des neutralen Wasserstoffs, läßt sich die großräumige Verteilung des kalten Wasserstoffgases bestimmen. Aus der Dopplerverschiebung dieser Linie gewinnt man Informationen über Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Gaswolken. 4.1.3 Daten und Fakten zur Milchstraße Durchmesser der Scheibe: Durchmesser des Zentrums: Durchmesser Korona + Halo: Masse des Zentrums: Masse Korona + Halo: Gesamtmasse: Form: 20 kpc 5 × 10 −8 kpc 100 kpc 5 × 10 7 M ⊙ 1.2 × 10 12 M ⊙ 2.1 × 10 12 M ⊙ Spiralgalaxie
KAPITEL 4. STERNSYSTEME 35 4.1.4 Die Gestalt unserer Milchstraße 4.1.4.1 Geschichtliche Bemerkungen 400 v.u.Z. Demokritsche Vermutung: Milchstraße besteht aus Einzelsternen 1609 Galilei löst mit seinem Fernrohr einige Teile der Milchstraße in Einzelsterne auf 1790 Herschel führt Sternenzählungen durch, Sonne im Mittelpunkt einer Sternscheibe 1910 Der Niederländer Kapteyn findet Anzeichen für Untergruppen 1920 Shapley untersucht Kugelsternhaufen, Sonne am Rand der Milchstraße 1923 Hubble: Andromedanebel (M31) ist ein extragalaktisches Objekt 2003 2dFGRS katalogisiert über 200000 Galaxien mit z.T. großer Rotverschiebung Sternenzählung • Es werden Sterne einer bestimmten Farbklasse in der Umgebung der Sonne gezählt. Dabei deutet sich eine ungleichmäßige Verteilung der Sterne an: • Es werden offene Sternenhaufen in der solaren Umgebung kartiert. Es zeigen sich mehrere Arme: 0 Lokaler Arm mit der Sonne +I Perseus - Arm -I Sagittarius - Arm Der typische Abstand zwischen den Armen beträgt 1 bis 2 kpc. Globulare Cluster • Riesige, meist kugelförmige Ansammlung von Sternen. Typischerweise wird ein Cluster aus 10 4 bis 10 7 Sternen gebildet, wobei die Dichte der Sterne im Zentrum bei mehreren 1000 Sternen pro kpc liegt. • Die Entfernung dieser Cluster wird durch die Beobachtung von RR Lyrae - Sternen und Cepheiden als Standardkerzen bestimmt. Man findet, dass globulare Cluster das Zentrum der Milchstraße in einer sphärischen Anordnung umgeben. Sie sind Teil des Halos der Milchstraße. • Aus dem HRD kann man ablesen, dass globulare Cluster die ältesten Objekte in unserer Milchstraße sind; ihr Alter liegt in der Größenordnung von 10 10 Jahren. • Globulare Cluster enthalten kaum Gas. • Die Sterne dieser Cluster sind sehr metallarm und damit sogenannte Population <strong>II</strong> - Sterne. Elementverteilung Für die Elementverteilung bei Scheibensternen als Funktion des Alters erhält man folgende Kurve: Folgerungen: • Selbst bei den ältesten Sternen in der galaktischen Scheibe war die Metallhäufigkeit bei der Bildung nicht Null. • Es tritt eine Sättigung der Elementverteilung auf.
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