Astro-Lexikon P 3

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Dies ist ein typischer Begriff aus der Himmelsmechanik, einer klassischen Disziplin der Astronomie. Das Perihel (grch. peri: ringsum; grch. helios: Sonne) ist der nächste Punkt auf einer Bahn um die Sonne.
Zur Beschreibung dieser Bewegung kommen die Kepler-Gesetze zum Einsatz, die mit der Newtonschen Gravitation mathematisch hergeleitet werden können. Bei engen Bewegungen um kompakte Objekte muss die Einsteinsche Gravitation, d.h. die Allgemeine Relativitätstheorie verwendet werden. Einsteins Theorie kam historisch z.B. bei der Periheldrehung des Merkurs zum Einsatz: der innerste Planet im Sonnensystem ist der Gravitation der Sonne am stärksten ausgesetzt, so dass hier relativistische Effekte wichtig werden. Zwar gibt es eine Periheldrehung (genauer: eine Drehung der Apsidenlinie, also der Verbindungslinie von Perihel und Aphel, im Raum) auch in der Newtonschen Physik. Doch nur die Vorhersage von Einsteins Theorie stimmte exakt mit der Beobachtung überein. Dies war einer der ersten bestandenen Bewährungstests von Einsteins Relativitätstheorie.

In der Astronomie verwendet man einige Eigenschaftswörter, um das zeitliche Verhalten der Strahlungsemission oder der Helligkeit einer kosmischen Quelle zu charakterisieren.

Definition von periodisch

Das Attribut periodisch bezeichnet eine Helligkeitsvariation, die zeitlich regelmäßig wiederkehrt. Dieser periodischen Helligkeitsvariation ist eine Periodendauer zugeordnet, die angibt, in welchem Zyklus sich die Variation wiederholt.

Eine Frage der Perspektive

Die Beurteilung, welchen Charakter die Helligkeitsvariation hat, ist abhängig vom Beobachter. Die Ursache dafür ist die Relativität des Zeitbegriffs, denn die Relativitätstheorie führt zu Effekten wie der Zeitdilatation. Das kann dazu führen, dass beispielsweise ein Helligkeitsvariation so stark zeitlich gedehnt wird, dass die Periode verschwindet.
Die Klassifikation ist ebenfalls eine Frage der Zeitskala. So können Phänomene periodisch auf einer Zeitskala von Millionen oder gar Milliarden Jahren sein - diese Periode würde nicht auffallen, wenn der Beobachter nur auf einer Zeitskala von Jahren oder tausend Jahren beobachtet.

Beispiele

In der Astronomie sind z.B. die Helligkeitsvariationen eines Pulsars, von einigen Veränderlichen sowie Novae, von Röntgendoppelsternen und von bestimmten X-ray burstern periodisch.

weitere Bezeichnungen

Andere Bezeichnungen für die Charakterisierung des zeitlichen Verhaltens sind quasi-periodisch, persistent und transient.

In der Astronomie verwendet man einige Eigenschaftswörter, um das zeitliche Verhalten der Strahlungsemission oder der Helligkeit einer kosmischen Quelle zu charakterisieren.

Definition von persistent

Das Attribut persistent bezeichnet eine zeitlich konstante Helligkeit.

Eine Frage der Perspektive

Die Beurteilung, welchen Charakter die Helligkeitsvariation hat, ist abhängig vom Beobachter. Die Ursache dafür ist die Relativität des Zeitbegriffs, denn die Relativitätstheorie führt zu Effekten wie der Zeitdilatation. So kann ein stark ausgeprägter Zeitdehnungseffekt die Ursache für die Persistenz der Quelle sein. Das ist jedoch sicher die Ausnahme. Von persistenten Quellen sprechen die Astronomen oft in der Stellarphysik und meinen damit einen Stern, der recht beständig Strahlung emittiert.
Die Klassifikation ist ebenfalls eine Frage der Zeitskala. So können Phänomene persistent auf einer Zeitskala von Jahren sein, aber eventuell nach Jahrzehnten völlig verschwinden.

Beispiele

In der Astronomie könnte man z.B. die Sonne als persistent bezeichnen - allerdings weist auch unser Heimatgestirn Helligkeitsvariationen (Sonnenflecken, Sonnenflares). Die Röntgenastronomen verwenden den Begriff persistent häufig, um eine länger andauernde Röntgenemission zu beschreiben.

weitere Bezeichnungen

Andere Bezeichnungen für die Charakterisierung des zeitlichen Verhaltens sind periodisch, quasi-periodisch und transient.

Die Petrov-Klassifikation ist ein Schema, um Raumzeiten nach unterschiedlichen Typen einzuordnen. Das Kriterium zur Klassifikation hängt mit einem bestimmten Tensor in der Allgemeinen Relativitätstheorie zusammen.

Präzise Definition

Diese Klassifikation basiert auf den Symmetrieeigenschaften des Weyl-Tensors. Die Theoretiker verwenden bei dieser Diskussion den so genannten Newman-Penrose-Tetraden-Formalismus, der fünf komplexe, skalare Größen, die Weyl-Skalare, liefert. Diese legen den Weyl-Tensor eindeutig fest. Die Weyl-Skalare sind wiederum Wurzeln der Petrov-Gleichung. Je nachdem, welche verschwinden, legt dies den Petrov-Typ fest. Die Relativitätstheoretiker unterscheiden

Typ I, II, D, III und N.

Dreieckshierarchie der Petrov-Typen

Roger Penrose schlug eine Dreieckshierarchie der Petrov-Typen vor, die die Raumzeiten in ihren Spezialisierungen unterscheidet (siehe Abbildung rechts): In der Spitze des Dreiecks ist die Spezialisierung minimal, unten rechts ist sie maximal. Beispiel: Alle ungeladenen Schwarzen Löcher sind Vakuum-Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen. Dabei sind alle Schwarzen Löcher unabhängig davon, ob elektrisch geladen oder neutral, Petrov-Typ D.

Ordnung im Zoo der Raumzeiten

Ähnliche Schemata existieren für andere Nicht-Vakuum-Raumzeiten, die Plebanski-Typologie und Karlhede-Klassifikation heißen. Ziel dieser Klassifikationen ist eine Systematisierung der Raumzeiten der Allgemeinen Relativitätstheorie, um den Lösungsraum der Einsteinschen Feldgleichungen übersichtlicher zu machen und eventuell tiefere Einsichten in die Gravitationsphysik und Geometrie zu bekommen.

PG1159-Sterne bezeichnet eine spezielle Klasse veränderlicher Sterne, die nach dem Prototyp PG 1159-035 benannt wurde. Dabei steht PG für den Palomar Green Survey, einer Beobachtungskampagne, in der diverse Himmelsobjekte entdeckt, beobachtet und katalogisiert wurden.
PG 1159-035 ist auch der Prototyp der GW-Virginis-Veränderlichen. Das sind Pulsationsveränderliche, die nicht-radiale Pulsationen aufweisen. Der Antrieb für die Pulsationen ist der so genannte κ-γ-Mechanismus (Starrfield et al. 1983).

Eigenschaften dieser Sterne

PG1159-Sterne sind an sich extrem heiße, wasserstoffarme Post-AGB-Sterne - oder aus der anderen Perspektive betrachtet, Vorläufersterne der Weißen Zwerge. PG1159-Sterne befinden sich im Übergangsstadium von Rotem Riesen nach Weißem Zwerg. Es ist für die Astronomen nicht einfach, die PG1159-Sterne zu finden, weil diese charakteristische Sternphase recht kurz ist. Als Konsequenz der Kurzlebigkeit sind diese Sterne selten anzutreffen. Derzeit sind nur knapp 50 PG1159-Sterne bekannt.
Die Effektivtemperaturen der PG1159-Sterne sind mit 75000 bis 200000 Kelvin extrem hoch. Die thermische Strahlung liegt bei diesen Oberflächentemperaturen im UV-Bereich (siehe auch Spektraltyp).

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... den Roten Riesen, denn in diesem Eintrag werden die PG1159-Sterne und ihre Sternentwicklung in vielen interessanten Einzelheiten vorgestellt. Ihre Rolle ist im Zusammenhang mit der stellaren Nukleosynthese von großer Bedeutung.

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© Andreas Müller, August 2007

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