Embed Size (px)
Citation preview
28/09/17
1
AST1010 – En kosmisk reise
Forelesning 13: Innledende stoff om stjerner:
Avstander, størrelsesklasser, HR-‐diagrammet
I dag
• Hvordan finne avstand Hl stjerner? • Hvorfor har stjerner (på hovedserien) forskjellige farger?
• Hva er hovedserien? • Hvor går grensen mellom stjerne og planet?
28/09/17
2
Astronomiske avstander
• Hvordan vet vi at nærmeste stjerne er 4 lysår unna?
• Hvordan vet vi at galaksen vår er 100 000 lysår i diameter?
• Hvordan vet vi at nabogalaksen (Andromeda) er 2.5 millioner lysår unna?
• Hvordan vet vi at de Werneste objektene vi observerer er over 10 milliarder lysår unna?
• (OBS: Ingen av de 4 svarene er like.)
Parallaksevinkel
2 AU
28/09/17
3
Parallaksevinkel
• Det er snakk om små vinkler • 1 grad = 60 bueminu^er = 60·∙60 buesekunder • 1↑° =60´=3600´´ • Parsec (pc): En parallaksevinkel på 1 buesekund
• 1 pc = 206 265 AU = 3.26 ly (se tavle)
• Øvre grense (Gaia-‐satelli^en: 20 000 pc)
By NASA/Penn State University -‐ h^p://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA18003 (image link), Public Domain, h^ps://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32393431
28/09/17
4
Proxima Centauri
By ESA/Hubble, CC BY 3.0, h^ps://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29263039
Proxima Centauri
• Parallaksevinkel: 0.768´´ • Avstand: 𝑑= 1 pc/0.768 =1.302 pc • OBS: Mindre vinkel à større avstand! • 1 pc=3.26 ly • 1.302 pc=1.302⋅3.26 ly≈4.24 ly
28/09/17
5
By FrancescoA -‐ File:Near-‐stars-‐past-‐future-‐de.svg, CC BY-‐SA 3.0, h^ps://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15486327
Et problem
• Parallaksemetoden har en øvre grense • Hva gjør vi når objekter er for langt unna Hl at vi kan måle parallaksevinkel?
28/09/17
6
Fluks (energifluks)
• Effekt: Energi/Hd
• Fluks: Effekt/areal
• “Hvor mye energi (fra stråling) per sekund treffer en detektor med overflate 1 m↑2 ?”
• Enhet: Wa^ per kvadratmeter (W/ m↑2 )
Tilsynelatende størrelsesklasse
• “Hvor sterkt lyser stjernen på na^ehimmelen?”
• Kan sammenligne fluksen fra ulike stjerner
• 𝑚↓1 − 𝑚↓2 =−2.5 log↓10 (𝐹↓1 /𝐹↓2 )
Ikke pensum
28/09/17
7
Tilsynelatende størrelsesklasse
Objekt m M d (pc) Solen -‐26.7 Fullmånen -‐12.6 Sirius (mest lyssterke stjerne) -‐1.47 Proxima Centauri (nærmeste stjerne)
+11.1
• Maksgrense (teleskop): 𝑚≈+30
• OBS: Mindre (mer negaHv) 𝑚 à større lysstyrke
Absolu^ størrelsesklasse
• Tilsynelatende størrelsesklasse: “Hvor sterkt lyser stjernen se^ fra jorden?”
• Absolu^ størrelsesklasse: “Hvor sterkt lyser stjernen egentlig?”
• Definisjon: Absolu^ størrelsesklasse 𝑀 er lik den Hlsynelatende størrelsesklassen 10 pc unna stjernen
28/09/17
8
Absolu^ størrelsesklasse
Objekt m M d (pc) Solen -‐26.7 +4.83 Fullmånen -‐12.6 +32.46 Sirius (mest lyssterke stjerne) -‐1.47 +1.42 Proxima Centauri (nærmeste stjerne)
+11.1 +15.60
• Månen ikke synlig i en avstand på 10 pc (𝑚>30)
• Igjen: Mindre 𝑀 à større lysstyrke
Hva har de^e med avstand å gjøre?
Objekt m M m -‐ M Solen -‐26.7 +4.83 Fullmånen -‐12.6 +32.46 Sirius (mest lyssterke stjerne) -‐1.47 1.42 Proxima Centauri (nærmeste stjerne)
+11.1 +15.60
28/09/17
9
Hva har de^e med avstand å gjøre?
Objekt m M m -‐ M Solen -‐26.7 +4.83 -‐31.53 Fullmånen -‐12.6 +32.46 -‐45.06 Sirius (mest lyssterke stjerne) -‐1.47 1.42 -‐2.89 Proxima Centauri (nærmeste stjerne)
+11.1 +15.60 -‐4.50
Mindre m – M betyr kortere avstand! (Større = lenger avstand)
Avstandene i parsec
Objekt m M d (pc) Solen -‐26.7 +4.83 Fullmånen -‐12.6 +32.46 Sirius (mest lyssterke stjerne) -‐1.47 1.42 2.6 Proxima Centauri (nærmeste stjerne)
+11.1 +15.60 1.3
𝑚−𝑀=5log↓10 (𝑑)−5
28/09/17
10
Logaritme:
�10↑log↓10 (𝑥) =𝑥
Logaritmen Hl et tall er det du må opphøye 10 i for å få de^e tallet som svar
𝑚−𝑀=5log↓10 (𝑑) −5
𝑑=100
”Hvilket tall skal jeg opphøye 10 I for å få 100 som svar?”
log↓10 (100) =2
28/09/17
11
• 4 • 3 • 2 • 1 • 0 • −1
Lineær skala
Logaritmisk skala
• 10↑4 • 10↑3 • 10↑2 • 10↑1 • 10↑0 • 10↑−1
28/09/17
12
Logaritmisk skala
• 10000 • 1000 • 100 • 10 • 1 • 0.1
Gir plass Hl veldig små og veldig store størrelser i samme graf
Hvordan vet vi absolu^ størrelsesklasse?
Objekt m M d (pc) Sirius (mest lyssterke stjerne) -‐1.47 1.42 2.6 Proxima Centauri (nærmeste stjerne)
+11.1 +15.60 1.3
10 pc unna er for langt å reise for mennesker/satelli^er (foreløpig)
28/09/17
13
Hertzsprung-‐Russell-‐diagram
Vi vet temperaturen Hl stjernen
Leser av Sirius A: 𝑀=1.42
28/09/17
14
Men hvordan visste vi temperaturen?
Stjernas fargespekter (sort legeme: Wiens lov)
Kan også ser e^er ioner/molekyler (spektrallinjer)
28/09/17
15
Hvordan finne avstand Hl en stjerne?
• Ved å se på den dominerende fargen finner vi ___________ Hl stjernen med Wiens lov
• Med et Hertzsprung-‐Russel-‐diagram finner vi dere^er _________________________
• Ved å måle lysstyrken Hl stjerna se^ fra jorden finner vi _________________________
• Formelen 𝑚−𝑀=5log↓10 (𝑑/10 pc ) har nå bare én ukjent størrelse: ________________
• (Fyll inn ordene som mangler.)
Vi leste av langs kurven i diagrammet
28/09/17
16
80-‐90% av stjernene (inkl. Solen) er her
Men ikke alle!
Hovedserien: Fusjonerer H à He
28/09/17
17
Avlesningen vår forutse^er at Sirius A er en hovedserie-‐stjerne (noe den er)
Røde kjemper: He à C, N, O
28/09/17
18
Superkjemper: Enda senere fase
Hvite dverger (lik av små stjerner)
