29. Woche - Beta Aurigae - ein spektroskopischer Doppelstern

 -  Astrofoto der Woche  - 

Mit diesem Bild wird ein ungewöhnliches Astrofoto der Woche präsentiert. Motiv ist ein Stern, diesmal aber nicht in Form einer Astroaufnahme mit feinen Sternpunkten, sondern als langgezogenes Farbband - als Spektrum. Ein Sternspektrum verrät uns viel über den Stern und seine physikalischen Eigenschaften. Im aktuellen AdW ist der blaue bis grüne Spektralbereich erfasst, durchsetzt von zahllosen dunklen Fraunhoferlinien. Helle Spektrallinien kennt der Sternfreund von den leuchtenden Gasnebeln her. Sie werden von dem Gas ausgesandt und treten als „Emissionslinien“ in Erscheinung. Dunkle Spektrallinien nennen wir „Absorptionslinien“. Sie entstehen, wenn das Gas (hier die Sternatmosphäre) von einer hellen Lichtquelle (hier vom leuchtenden Sternenkörper) durchstrahlt wird. An den Stellen im Spektrum, wo das Gas eigentlich die hellen Emissionslinien hätte, liegen jetzt dunkle Absorptionslinien vor, weil das Gas genau diese diskreten Lichtsorten aus dem Licht des hell strahlenden Sterns absorbiert. Die Fraunhoferlinien zeigen uns, welche chemischen Elemente in der Sternatmosphäre vorkommen. Daher sind die Elementnamen einiger wichtiger Spektrallinien gekennzeichnet und ihre Wellenlängen in Angström-Einheiten mit angegeben.

Schaut man sich die Spektrallinien genauer an, so sind sie verdoppelt. Wie kommt das? Der aussendende Stern besteht aus zwei nahezu gleich hellen A-Sternen, die innerhalb von 3,96 Tagen umeinander kreisen und sich dabei jedes Mal bedecken. Beta Aurigae ist demnach ein bedeckungsveränderlicher Doppelstern. Spektroskopische Untersuchungen haben schon 1951 gezeigt, dass die Spektrallinienaufspaltung periodisch zu- und abnimmt. Die Bahn der beiden Sterne sollte in etwa senkrecht zu unserer Blickrichtung stehen, sonst käme keine Bedeckung zustande. In Elongationsstellung bewegt sich der eine Stern auf uns zu, der andere von uns weg. In dieser Phase ist der Doppler-Effekt am stärksten ausgeprägt: Die Spektrallinien des auf uns zu kommenden Sterns verschieben sich nach Blau (hier im Bild also ein klein wenig nach links), während die Linien des von uns weg fliegenden Sterns nach Rot verschoben sind (hier im Bild ein klein wenig nach rechts). Aus der Liniendifferenz kann der Astronom letztlich Aussagen zur Geschwindigkeit der Sterne bei ihrem gegenseitigen Umkreisen gewinnen.

Oscar Cuypers und Benjamin Dick, zwei Schüler des Carl-Fuhlrott-Gymnasiums in Wuppertal, haben im Schuljahr 2011/2012 eine Facharbeit zur Spektroskopie von Beta Aurigae angefertigt. Dabei war Astronomielehrer Bernd Koch ihr Praxisanleiter. Am 2. Februar 2012 wurde im „Schülerlabor Astronomie“ ein Celestron 11 Edge HD mit einem Spektrographen DADOS ausgestattet. Der verfügt über ein Blazegitter mit 1800 Linien/mm. Das erzeugte Spektrum von Beta Aurigae wurde mit einer CCD-Kamera ALccd 5.2 bei einer Auflösung von 0,375 Angström pro Pixel 3 Minuten lang belichtet. Wellenlängenkalibrierung, Normierung und Erzeugung eines synthetischen Farbspektrums erfolgten mit der Software VisualSpec. Zur Veranschaulichung der Linienintensitäten ist der spektrale Verlauf der Linienprofile ins Bild eingearbeitet.

Wir gratulieren ganz herzlich zu diesem hervorragenden Ergebnis!

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