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Interpretation von Spektrografien

Das Erstellen und Bearbeiten einer Spektralaufnahme ist ein (erster) Schritt im umfangsreichen Gebiet der Astrospektroskopie. Interessant sind dann die Interpretationen, die aus einem oder auch mehreren, vielfach Tage, Monate oder Jahre nacheinander aufgenommenen Spektren aus erkennbaren Veränderungen gemacht werden können.
Zum Beispiel kann erkannt werden, dass sich ein Objekt um ein anderes bewegt, man kann die Geschwindigkeiten berechnen mit der sich ein Objekt von uns weg oder zu uns hin bewegt, die Rotationsgeschwindigkeiten von Planeten und Sternen können bestimmt werden oder man erkennt aus was für Elementen ein Stern besteht. Weiter kann mit dem Spektrum auch die Spektralklasse eines Sterns, sein Alter, die Masse wie weitere Daten bestimmt werden.
Viele Erkenntnisse über den Aufbau des Universums und seiner Galaxien und Sterne sind zu einem sehr grossen Teil mit Hilfe der Spektroskopie entstanden. Deshalb gehört dieses Gebiet zu einem der wichtigsten in der Astrophysik. Siehe auch Astrospektroskopie von Richard Walker

 

Bonner Spektralatlas

Dieses Werk stellt die verschiedenen Klassen der Sternspektren mit entsprechenden Hintergründen und Erklärungen (in Vol 1: In Deutscher Sprache) dar. Vol 2 beinhaltet ausschliesslich Sternspektren (Erklärungen in Englischer Sprache).
Bonner Spektralatlas Vol 1 [39 905 KB]
Bonner Spektralatlas Vol 2 [10 105 KB]

Beispiel Zeta Tau

Zeta Tau ist ein Stern im Sternbild Taurus (Stier). Er hat eine relativ schnelle Rotationsgeschwindigkeit. Dazu kommt, dass er in seiner "Hülle" die Gase - speziell Wasserstoff - nicht gleichmässig verteilt hat, sondern örtliche Konzentrationen aufweist, die wie ein "Pendel" um diesen Stern "kreisen".
Wenn nun zwei Spektren in einem längeren Abstand erstellt werden, kann man - vor allem im Bereich des Wasserstofflichtes (H-alpha) eine frappante Änderung im Spektrum erkennen.
Folgende Spektren sind am 25. Januar 2005 (oberes Spektrum) und am 6. Januar 2008 aufgenommen worden.

 

Zeta Tau

(Illustration: Dr. Lothar Schanne)

Interessant ist das Betrachten des Doppelpeaks bei 6565 Angström (H-alpha- Bereich). Während sich beim oberen Spektrum der höhere Gipfel rechts befindet, ist er beim rund drei Jahre älteren Spektrum rechts. Es ist übrigens die Linie des Wasserstoffs (H- alpha), die sich hier "spaltet" - Warum?
Nach dem Gesetz von Herrn Christian Doppler stauchen sich Wellen, die sich zu uns hin bewegen etwas in die Kürze während sie sich beim Entfernen etwas in die Länge ziehen.
Der rechte Peak repräsentiert also die Rotverschiebung (rechts im Spektrum ist immer Rot, also die grössere Wellenlänge) und der linke analog die Blauverschiebung. Da Blau die kürzere Längenwelle aufweist als Rot, bedeutet dies im oberen - neueren - Bild, dass sich uns weniger Wasserstoff nähert als sich entfernt. Das bedeutet: Der "Pendel" entfernt sich von uns. Analog, aber umgekehrt im unteren Bild.
Mit der Grösse der Verschiebung - in unserem Beispiel um ca. 8 Angström - kann auf eine Geschwindigkeit von etwa 300km/s geschlossen werden, mit der sich der "Pendel"
von uns entfernt, bzw nähert. Die Umlaufperiode von Zeta Tau ist etwa 60 Tage. Das heisst, dass dieser Stern zwischen den beiden Aufnahmen rund zwanzig Umdrehungen hinter sich brachte.

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