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? 1
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 A U 2
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 3
28/09/17 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 4
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? 5
Effekt: Energi/Hd Fluks: Effekt/areal Fluks (energifluks) 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 6
Tilsynelatende størrelsesklasse Objekt m M d (pc) Solen Fullmånen Sirius (mest lyssterke stjerne) Proxima Centauri (nærmeste stjerne) - 26.7-12.6-1.47 +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 7
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 8
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=5 log 10 (d) 5 9
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=5 log 10 (d) 5 d=100 Hvilket tall skal jeg opphøye 10 I for å få 100 som svar? log 10 (100) =2 10
Lineær skala 4 3 2 1 0 1 Logaritmisk skala 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 1 11
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) 12
Hertzsprung- Russell- diagram Vi vet temperaturen Hl stjernen Leser av Sirius A: M=1.42 13
Men hvordan visste vi temperaturen? Stjernas fargespekter (sort legeme: Wiens lov) Kan også ser e^er ioner/molekyler (spektrallinjer) 14
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=5 log 10 ( d/10 pc ) har nå bare én ukjent størrelse: (Fyll inn ordene som mangler.) Vi leste av langs kurven i diagrammet 15
80-90% av stjernene (inkl. Solen) er her Men ikke alle! Hovedserien: Fusjonerer H à He 16
Avlesningen vår forutse^er at Sirius A er en hovedserie- stjerne (noe den er) Røde kjemper: He à C, N, O 17
Superkjemper: Enda senere fase Hvite dverger (lik av små stjerner) 18