Hertzsprung-Russell-Diagramm

hrdZu den wichtigen mathematisch-physikalischen Berechnungen der gymnasialen Schulastronomie gehört die Analyse von Zustandsgrößen von Sternen. Ein Stern wird durch die physikalischen Größen

  • Oberflächentemperatur T, Masse m, Radius r, Leuchtkraft (Strahlungsleistung) L
  • absolute M und scheinbare m visuelle Helligkeit, Entfernung r
  • Spektralklasse, Farbe und Leuchtkraftklasse

charakterisiert.

In diesem Unterprogramm haben Sie die Möglichkeit, ausgehend von der absoluten Helligkeit und der Spektralklasse des Objekts die anderen Größen zu ermitteln und die Sterneigenschaften im Rahmen eines Hertzsprung-Russell-Diagramms grafisch zu veranschaulichen. Dieses Diagramm ist Ejnar Hertzsprung (1911) zuzuschreiben. Zwei Jahre später wurde es von Russell in den USA neu entdeckt.

Wählen Sie dazu aus den in der Listbox angezeigten rund 1000 Sternen einen aus, dann zeigt das Programm die absolute und scheinbare Helligkeit (in mag, Größenklassen), die Entfernung in Lichtjahren sowie die Spektralklasse (O, B, A, F, G, K, M) an und ermittelt die Oberflächentemperatur in Kelvin, die Leuchtkraft, die Masse und den Radius in Sonneneinheiten. Zusätzlich erhalten Sie die Koordinaten des Objekts im rotierenden Äquatorsystem.

Beachten Sie bitte: Alle ermittelten Werte sind Richtwerte. Aufgrund der Problematik der astronomischen Messung weichen Werte für ein und denselben Stern in verschiedenen Veröffentlichungen teilweise erheblich voneinander ab. Insbesondere die Massenbestimmung für „Weiße Zwergsterne“ und „Rote Riesensterne“ ist mit einem größeren Fehler behaftet, da diese Objekte im Allgemeinen nicht oder nur sehr ungenau der Masse – Leuchtkraft – Beziehung entsprechen.

Die Berechnung der Entfernung r geht davon aus, dass zwischen dem Beobachter und dem astronomischen Objekt kein lichtschwächendes Medium, wie z.B. interstellarer Staub, vorhanden ist.

Beispiel: Für den Stern Aldebaran (α Tauri) erhalten Sie die Werte: absolute Helligkeit M = -0m.8, Spektralklasse K5, Oberflächentemperatur T = 4200 K, 161-fache Leuchtkraft, 4,3-fache Masse und 24-fachen Radius der Sonne. Da das Objekt eine scheinbare Helligkeit von 0m.9 hat, ist es 68 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Zur Klassifizierung und grafischen Veranschaulichung der Zustandsgrößen von Sternen wird das Hertzsprung-Russell-Diagramm verwendet.

Nach der Entdeckung des dänischen Astronomen Ejnar Hertzsprung (1873-1967) im Jahre 1905, dass es für Sterne gleicher Temperatur Riesen und Zwerge gibt, kombinierte der US-amerikanische Wissenschaftler Henry Russell (1877-1957) dies 1913 in dem berühmten Diagramm. An den waagerechten Achsen finden Sie die Oberflächentemperatur in Kelvin und die Spektralklasse, an den senkrechten die absolute Helligkeit in Größenklassen und den Logarithmus der Leuchtkraft in Sonneneinheiten. Die Farben charakterisieren in etwa die Farbe des Sterns.

Wählen Sie den Schalter alle Sterne eintragen, zeichnet das Programm sofort alle in der Listbox enthaltenen Sterne in das Diagramm ein. Für die Darstellung des Hertzsprung-Russell-Diagramms können Sie einige Einstellungen verändern.

Das Markierungsfeld Beschriftung garantiert die Angabe der Sternbereiche. Auf Wunsch zeichnet das Programm voreingestellt alle Sterne der Bibliothek in das Hertzsprung-Russell-Diagramm ein. Mit den Auswahlfeldern Sterne bis bzw. Sterne heller als können Sie z.B. nur Sterne der Sonnenumgebung bzw. extrem helle Sterne eintragen lassen.

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