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4.3 Theoretische P Cygni Profile: Reaktion auf Ionendichte und Form des Geschwindigkeitsfeldes

In den folgenden Abbildungen zeigen wir nun theoretische P Cygni Profile, die die beiden letzten Punkte verdeutlichen, d.h. die Reaktion des Profiles auf Ionendichte und Geschwindigkeitsfeld.

Die zweite und dritte Abbildung (``beta'' = 0.7, 1.0) zeigt Profile, die für ein Geschwindigkeitsfeld berechnet wurden, wie es aus der Theorie strahlungsdruckgetriebener Winde (Kap. 2) vorhergesagt wird. Die erste basiert auf einem steileren Geschwindigkeitsfeld, d.h. hohe Geschwindigkeiten werden näher am Stern erreicht, und die vierte auf einem flacheren Geschwindigkeitsfeld, d.h., der Wind erreicht hohe Geschwindigkeiten erst weiter weg vom Stern.


MERKE: je flacher das Geschwindigkeitsfeld, desto höher ist die Emission!


Zusätzlich ist in jeder Abbildung die Ionendichte variiert, und zwar so, daß es sehr viele Ionen gibt und das Profil gesättigt erscheint (gepunktet und strichpunktiert), für eine mittlere (gestrichelt) und für eine geringe (durchgezogen) Ionendichte. Der Unterschied in den einzelnen Dichten ist jeweils ein Faktor 10.

In allen Abbildungen wurde angenommen, daß die Ionendichte proportional zur gesamten Winddichte variiert. Falls man davon abgeht, findet man erheblich unterschiedlichere Formen (s.u.)


MERKE: Ab einer gewissen Ionendichte ergeben sich praktisch keine unterschiedlichen Profile mehr, deshalb spricht man auch von Sättigung!


\begin{figure}
\centerline{\hbox{
\psfig {figure=k_beta.eps,width=18cm}
}}\end{figure}


Dubletts: Überlagerung zweier Profile


Wenn man sich die beobachteten P Cygni Profile (Kap. 3) etwas genauer ansieht, stellt man fest, daß diese, bis auf die Linie von N3+ (dreifach ionisierter Stickstoff bei ca. 1720 Å), aus zwei Komponenten bestehen. Dies liegt daran, daß bei den meisten UV P Cygni Linien zwei energetisch sehr nahe beieinander liegende Grundzustände (von denen aus absorbiert werden kann, bzw. auf die die Elektronen zurückfallen) vorkommen. Dies bedeutet, daß diese Linien aus zwei sich überlagernden P Cygni Komponenten bestehen, man spricht hier von Dubletts. Diesem Faktum ist bei der Diagnostik natürlich Rechnung zu tragen.

Bzgl. der Bestimmung der Endgeschwindigkeit gilt noch immer, daß diese von der blauen Kante des Gesamtprofiles abgelesen werden kann. Man muß nur die Frequenzverschiebung bzgl. der hochfrequenten Komponente berücksichtigen. Die Abhängigkeit von Form des Geschwindigkeitsfeldes und Ionendichte ist in der unteren Abbildung ersichtlich, wobei hier zwei Komponenten angenommen wurden, die eine Trennung entsprechend der halben Endgeschwindigkeit des Windes haben sollen. Wie man sieht, ändert sich am prinzipiellen Verhalten gegenüber oben nichts!


\begin{figure}
\centerline{\hbox{
\psfig {figure=k_beta2.eps,width=18cm}
}}\end{figure}


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Joachim Puls
11/21/1997