Ontstaan En Levensloop Van Sterren Astrofysica Ontstaan En Levensloop Van Sterren

Astrofysica 9 avonden Deeltjestheorie als rode draad Energie van sterren Helderheden Straling en spectrografie HR diagram Diameters en massa

Astrofysica Relatie massa en lichtkracht Sterpopulaties Onstaan van sterren Levensstadia Variabelen Eindfasen van de sterevolutie

Stervorming Gravitationele krachten in H2 gebieden Protostellaire objecten ontstaan door: Dalende potentiele energie en stijgende kinetische energie Verdichting kern, verhoging temperatuur en druk

Protosterren Verraden zich door “jets” Omzichtbaar door accretieschijf Accretieschijf bevat “planeetmateriaal”

protosterren Sterren ontstaan in de omgeving van sterren Bij voldoende druk, massa, temperatuur en stabiliteit (dus niet zoals hier op de foto) onstaat er kernfusie Druk = diameter x gravitatieversnelling Temperatuur is recht evenredig met de druk

Protosterren Voor onze zon geldt: P=7x105 x100 x 1,4x20 = 2x109 atm Bethe, Weizsacker, Gamow en Teller bewijzen dat bij deze druk de temperatuur hoog genoeg is om kernfusie te laten ontstaan.. A STAR IS BORN

A star is born Een ster betekend KERNFUSIE Kernfusie is samensmelten van kernen Bijv: 4H1  He4 + 2ß+ + 2ν + 3γ De kernkrachten moeten de coulombkrachten overwinnen Fcoulomb = γ x e1 x e2 / r2 Temperatuur voor 100% samensmelting is 108 oK

A Star Is Born Echter… de temperatuur in de kern is 18 x 106 oK. Fusie vindt dus niet constant plaats maar af en toe bij botsingen (net iets meer druk en temperatuur). De verdeling van moleculaire snelheden kan precies worden berekend voor een bepaalde temperatuur. Dit noemt men de Maxwell-Boltzmann distributie of snelheidsverdeling. Fusie vindt plaats in de staart van de Maxwellse snelheidsverdeling.

Maxwell 1

Maxwell 2

Kernfusie 1 Fusie vindt plaats met de proton-proton cyclus de triple alpha cyclus en de CNO cyclus. Bij sterren is aan het spectrum fusie aan te tonen. Bij zeer jonge sterren (door de bedekking van de bokglobule) is niets te zien.

Kernfusie 2 Is de ster zichtbaar dan kan een spectrum worden gemaakt zoals onderstaande (oudste) spectrum van de zon.

Kernfusie 3 Lijnen van waterstof in een spectrum Lijnen van helium in een spectrum Lijnen van koolstof in een spectrum

Kernfusie 4 De P-P Cyclus

Kernfusie 5 De P-P Cyclus

Kernfusie 6 97% van heliumvorming door P-P cycli. Per seconde “verwerkt” de zon 600.000.000.000 kg waterstof en verliest uiteindelijk 4.000.000.000 kg waterstof. E=MC2 E= 4x1026 joules.

Kernfusie 7 De CNO Cyclus

Kernfusie 8 Relatie temperatuur en fusiecyclus CNO P-P 3α 106 108

Sterhelderheden Fysiek en visueel Magnituden 5 magnituden is factor 100 m5=100 5V—100=2,512 5log m=2 log m=0,4  m=2.512

Sterhelderheden 2 Schijnbare helderheden Poolster +2,2 Sirius +1,6 Maan –12,7 Zon –26,7 (helderste object) Zwakste sterren +32 Atmosfeer +23

Sterhelderheden 3 Een ster is nauwkeurig te meten met een correctiemethode. Nodig om Alle golflengten eerlijk hun invloed te laten uitoefenen De Bolometrische correctie BC=mb-mv

Sterhelderheden 4 Gele ster Blauwe ster (heet) Rode ster Oog

Temperaturen 1 Sterren stralen als een Zwart lichaam, energie is functie van de temperatuur. Licht wordt uitgestraald volgens de Planckse krommen. De maximale energie verschuift naar het violet bij een toenemende temperatuur volgens de verschuivingswet van Wien.

Temperaturen 2 Verschuivingswet van Wien

Temperaturen 3 De pieken van de energie verschuiven van golflengte omgekeerd evenredig aan de temperatuur (de wet van Wien) λmax x T = b b = 2,9.10-3 mK De energie die een ster uitzendt is recht evenredig tot het kwadraat van de diameter vermenigvuldigd met de vierde macht van de temperatuur

Temperaturen 4 Wat zegt U !!!!!! Dus F = 4πR2.T4.σ σ (sigma)=5.67.10-8 Dit is de wet van Stephan Boltzmann

Temperaturen 5 De op aarde (of een ander object) ontvangen energie is nu te berekenen met: I = D2.T4.σ / A2 I = ontvangen straling A2 = afstand tussen de objecten Hieruit te berekenen is de zonneconstante per m2  1360 joule/s.m2

Temperaturen 6 De golflengte is gelijk aan de lichtsnelheid gedeeld door de frequentie (denk aan radiozenders 1007Khz ~ 298 m) Volgens Wien λmax = T / b Uit bovenstaande volgt: fmax= c.T/b = w.T f is golflengte c is lichtsnelheid b is constante w is nieuwe constante Ofwel ……………

Temperaturen 7 De golflengte waar een ster haar maximale energie uitzendt is recht evenredig aan de temperatuur Planck vond dat alle energie in een golfkarakter wordt uitgezonden in een kurve die uit allemaal hele kleine sprongetjes bestaat (quanta) ΔE = hf =mc2 h is de constante van Planck 6,625.1034 Js

Straling En Spectroscopie Bohr stelde vast dat de sprongetjes veroorzaakt werden door electronen die naar een andere baan rond de kern sprongen en daarbij energie vrijgaven. Nu noemen we dit emissie energie in tegenstelling tot electronen die naar een baan van hogere energie gaan, dat zijn de absorptie sprongen.

Straling En Spectroscopie 2