Licht van de sterren Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP Radboud Universiteit Nijmegen

To the stars! And beyond.

Ster dichtheid De afstand tot de eerste ster is 1.3 parsec Dit blijkt een ‘normale’ afstand te zijn in de Zonsomgeving. De dichtheid van sterren is ongeveer 1 per 2 pc 3.

Differentiële rotatie

Zons beweging De Zon beweegt met ongeveer 220 km/s rond het Melkwegcentrum De Zon doet daar ongeveer 200 miljoen jaar over

Ster bewegingen Sterren vertonen eigenbewegingen aan de hemel: ze staan niet stil.

Eigen beweging Is een combinatie van de beweging van de ster en van de Zon.

Ster snelheden Uit eigenbewegingen weten we dat sterren gemiddeld met snelheden van 1 – 100 km/s t.o.v. de Zon bewegen.

Hoge snelheidssterren Sterren die snel bewegen staan meestal dichtbij.

Paren met hoge snelheid ‘Common proper motion’ sterren horen bij elkaar! Dubbelsterren of groepen.

Ster clusters

Ster clusters aan de hemel

De Hyaden

h en χ Persei

De Pleiaden

Ster clusters Ster clusters bijzonder belangrijk: Alle sterren staan op dezelfde afstand. Alle sterren zijn tegelijkertijd geboren. Geeft een ‘familieportret’ van sterren!!

Het sterevolutie probleem

Wetenschappelijke aanpak Vergelijk eigenschappen van sterren met elkaar en zoek verbanden, bv: helderheid met positie helderheid met kleur kleur met positie eigen beweging met positie eigen beweging met kleur etc.

Het Hertzsprung-Russell diagram Ejnar Hertzsprung Henri Norris Russell

Het ‘HRD’ Helderheid Kleur

Het ‘HRD’ Waarom ziet het HRD er zo uit? Wat kunnen we hiervan leren over sterren?

Het ‘HRD’

Plek in het HRD? Wat bepaalt de plek in het HRD van een ster? Kleur = temperatuur

Plek in het HRD: helderheid Wat bepaalt helderheid van een ster? Voor een zwarte straler geldt: F = σ T 4, (W/m 2 ) met σ de constante van Stefan-Boltzmann. Dus totale lichtkracht: L = F x Oppervlak

Oppervlak van een bol Het oppervlak van een bol is: O = 4 π R 2 De totale lichtkracht is daarmee: L = 4 π R 2 σ T 4

Lijnen van gelijke straal In een diagram van 10 log L tegen 10 log T, worden de lijnen van gelijke straal rechten met richtingscoefficient 4. ( 10 log L (:) 4 10 log T log R ) L T 1 R sun

Reuzen en dwergen

Individuele plek van sterren Wat bepaalt nou op welke plek een gegeven ster krijgt in het HRD? M.a.w: wat bepaalt de lichtkracht en de temperatuur van een ster? Antwoord: zijn massa, zijn leeftijd en zijn chemische samenstelling.

Hoe bepalen we massa? Uit de baanbewegingen van dubbelsterren

Zwaartekrachts werking F g = G M 1 M 2 / r 2 r is de onderlinge afstand M 1, M 2 zijn de twee massa’s - Als massa groter wordt, gaat F omhoog en gaan ze harder om elkaar -Als r groter wordt, gaat F omlaag en gaan ze langzamer om elkaar.

Kepler Wet M 1 + M 2 = 4π 2 r 3 / G P 2 Als we dus de baanperiode en de straal van de baan hebben gemeten weten we de som van de massa’s. Individuele massa’s krijgen we als we beide sterren kunnen meten en de relatieve baangroottes weten.

Individuele massa’s massa middelpunt van dubbelster M1M1 d1d1 d2d2 M2M2 Er geldt: M 1 / M 2 = d 2 / d 1 M 2 > M 1

Eclipserende sterren tijd flux tijden van contact geven (samen met baanperiode) de stralen van de sterren

Spectroscopische dubbelsterren tijd snelheid a1a1 a2a2 a 1 /a 2 = M 2 / M 1 -a 2 +a 2