Grundlegende Parameter und Beziehungen

Scheinbare Helligkeit:

: Differenz der scheinbaren Helligkeiten zweier Sterne in einem bestimmten Spektralbereich (z.B. (visuell)), : zugehöriger, beim Beobachter ankommender Strahlungsstrom.

Absolute Helligkeit:

Entsprechende Größ en bezogen auf die Einheitsentfernung von 10 pc.

Absolute bolometrische Helligkeit:

ist ein Maß für die gesamte Energieabstrahlung eines Sterns. Der entsprechende Strahlungsstrom L wird als Leuchtkraft bezeichnet.

Mit (1) und (2) läß t sich bei bekannter scheinbarer Helligkeit, interstellarer Absorption und Entfernung die absolute Helligkeit angeben:

A berücksichtigt die interstellare Absorption, m - A ist die entsprechend korrigierte scheinbare Helligkeit und r die Entfernung in pc.

Trägt man die absolute Helligkeit von Sternen gegen ihren Spektraltyp auf, dann erhält man das HR-Diagramm (nach den Astronomen Hertzsprung und Russell). Abb. 2 zeigt das HRD für die 100 uns am hellsten erscheinenden sowie für

  
Figure 2: Das HRD für die Sterne der Sonnenumgebung

die 100 uns am nächsten befindlichen Sterne. Die meisten Sterne ordnen sich auf einer Linie, der sog. Hauptreihe an, d.h. es existiert für sie eine definierte Beziehung zwischen ihrer (Oberflächen-) Temperatur und ihrer absoluten Helligkeit. Diese Sterne beziehen ihre Energie aus der Fusion von H zu He in ihrem Kern. Die Sterne oberhalb der Hauptreihe besitzen bei gleicher Temperatur eine grössere absolute Helligkeit. Dies ist nur bei einer grösseren strahlenden Oberfläche, d.h. bei einem grösseren Radius möglich. Man bezeichnt daher diese Sterne auch als Riesen (I: Überriesen, II: helle Riesen, III: (normale) Riesen, IV: Unterriesen) und die Sterne der Hauptreihe als Zwerge (V). Bei den Riesen findet Wasserstoffusion nicht mehr im Kern statt, sondern in einer nach auß en wandernden Schale um den entsprechenden He-Kern, der dann seinerseits He zu C verbrennt. Diese Vorgänge führen zu einer Vergröß erung des Sternradius.

Die detaillierte Untersuchung von Objekten der verschiedenen Spektraltypen führte zu wichtigen empirischen Beziehungen zwischen grundlegenden Parametern der Hauptreihensterne.

Masse-Leuchtkraft-Relation:

Dabei ist die Masse der Sonne (1.989g)

Radius Beziehung:

Dabei ist der Radius der Sonne (6.96cm) und die Effektivtemperatur, d.h. die Temperatur desjenigen schwarzen Körpers, der pro cm die gleiche Gesamtenergie abstrahlt.