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Entfernungsbestimmung offener Sternhaufen mit Farb-Helligkeits-Diagramm (FHD)

Im Folgenden soll an einem Beispiel gezeigt werden, wie Schüler die  Entfernungsbestimmung von offenen Sternhaufen praxisnahe erleben können. Es geht weniger darum,  hohe Genauigkeiten zu erreichen als vielmehr darum, das Prinzip zu verstehen und näherungsweise selbst zu praktizieren.

Als Objekt diente der in den Wintermonaten auch in Leipzig gut beobachtbare offene Sternhaufen Plejaden (M45). Zunächst wurde das Sternfeld im visuellen und blau-violetten Spektralbereich mit Hilfe einer Kamera mit kleinem Teleobjektiv (f=135mm) fotografiert. Die Aufnahmen wurden im eigenen Fotolabor entwickelt, auf Fotopapier im gleichen Verhältnis vergrößert. Anschließend  wurden auf den Fotografien die Bilddurchmesser  ausgewählter  Sterne ausgemessen.

Auch wenn klar ist, dass durch die unterschiedliche Empfindlichkeit des Filmmaterials für die einzelnen Wellenlängen und die ungenaue Bestimmung der interstellaren Absorption erhebliche Fehler auftreten, die letztendlich nur eine grobe Abschätzung ermöglichen, sollten die Schüler verstehen, wie man mit der FHD-Methode Sternentfernungen ermitteln kann. Ein Vergleich mit professionellen Messungen unter Nutzung des im Rahmen der BELL erarbeiteten PC-Programms erleichtert den Übergang zum HRD . Das interaktive HRD und FHD kann von der Website des Autors heruntergeladen werden (www.astroinf.de).

 Die nachfolgende Abbildung zeigt das Prinzip. Die linke Aufnahme wurde ohne Filter, die rechte Aufnahme mit blau-violettem Filter aufgenommen.

Aus dem Vergleich der Durchmesser im visuellen Bereich und den aus Katalogen entnommenen Helligkeitswerten wurde eine "Eichkurve" zur Umrechnung in Größenklassen ermittelt, mit deren Hilfe für die in der Tabelle aufgezählten Sterne der Farbindex B-V näherungsweise bestimmt wurde.

Stern

V / Größenkl.

B-V /   1 mag

Pleione

5,09

0,2

Alcyone

2,87

-0,5

Merope

4,18

0,0

Asterope

5,76

0,5

Taygeta

4,31

0,1

Elektra

3,71

-0,3

Celaeno

5,46

0,1

Danach wurden auf Millimeterpapier die visuellen Helligkeiten über dem Farbindex in einem FHD abgetragen und die Differenz der Helligkeiten gegenüber der theoretischen Hauptreihe (Vergleichswerte wurden aus Sternkatalogen entnommen) abgemessen. Aus dieser lässt sich dann über das Entfernungsmodul der Abstand zu den Plejaden abschätzen und mit bekannten Werten vergleichen.

 

 Entfernungsmodul

 

Ergebnis: m-M = 4,6 mag

A ist schon durch die Vorgaben berücksichtigt.

         errechnete Entfernung = 83,18 pc (1 pc = 3,262 Ly)

         umgerechnet in Ly = 271,3 Ly  (Tafelwerk =420 Ly)

Man stellt fest, dass die erreichten Genauigkeiten größenordnungsmäßig richtig sind und zur Untersuchung anderer offener Sternhaufen ermutigen. Die Erfahrungen stammen aus einem Wahlgrundkurs Astronomie.

Leipzig, Juli 2007

 
 

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