Physik compact, Basiswissen 8, Schulbuch

84 Makrokosmos 23 A1 Gib an, wie man die Strahlungsleistung eines Ster- nes berechnen kann! (Siehe Strahlungsgesetze, Kap. 18.5) Ordnet man die Sterne in einem Diagramm nach Oberflächentemperatur und Strahlungsleistung an, erhält man das Hertzsprung-Russell-Diagramm (Hertzsprung-Russell-diagram). Es wurde von E. Hertz- sprung und H. M Russell am Beginn des 20. Jh. erst- mals aufgestellt. Man sieht, dass sich die Sterne in be- stimmten Gebieten des Diagramms häufen: Die meisten Sterne ordnen sich in der Hauptreihe (main sequence) an, man nennt sie daher Hauptrei- hensterne. A2 Beschreibe die Eigenschaften der in der Hauptrei- he genannten Sterne in Worten! Von dieser Hauptreihe setzen sich zwei Sterngruppen ab: Rechts oben im Diagramm finden sich Sterne mit geringeren Oberflächentemperaturen aber hoher Strahlungsleistung. Ihre hohe Strahlungsleistung ist nur bei großer Oberfläche möglich. Man nennt solche Sterne Rote Riesen (red giants), weil ihr Strahlungs- maximum im roten Wellenlängenbereich liegt. Links unten im Diagramm lassen sich Sterne eintragen, die bei relativ kleiner Strahlungsleistung eine hohe Ober- flächentemperatur aufweisen (Strahlungsmaximum im blauen Spektralbereich). Dementsprechend nennt man sie Weiße Zwerge (white dwarfs). Bemerkung: Je nach der Energieverteilung im Stern- spektrum ordnet man einem Hauptreihenstern einen bestimmten Spektraltyp zu. Diese Spektraltypen sind in der Abbildung mit O, B, A, ... bezeichnet und weisen bestimmte Oberflächentemperaturen auf. A3 Gib an, wie man mit Hilfe der Leuchtkraft die Entfernung eines Sternes bestimmen kann! (Vgl. Kap. 18.5). Abb. 84.1 Hertzsprung-Russell-Diagramm. a: Hauptreihe, b: Rote Zwerge, c: Überriesen, d: Weiße Zwerge, g: Riesen. (Beach- te den unterschiedlichen Maßstab oberhalb und unterhalb des Diagramms! Beachte die Größenverhältnisse zur Sonne 9 , bzw. zur Erde 5 !) Abb. 84.2 Die Abbildung zeigt Beispiele von Spektren einiger heller Sterne mit Angabe ihrer Oberflächentemperatur in Kelvin (K). Die Wellenlängen sind in Nanometern (nm) angeführt. Oben ist ein kontinuierliches Spektrum abgebildet. Die Sternspektren enthalten viele dunkle Absorptionslinien – die Signaturen che- mischer Elemente dieser Sterne. Die Lage der Linien bestimmter Elemente ist unten mit ihren chemischen Zeichen angedeutet. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv