Aktive Sterne

Vorwort.- Prolog.- 1 Das Weltbild, in dem wir leben.- 1.1 Die Liebe zum Detail oder … haben wir schon zuviel Wissen?.- 1.1.1 Die Natur will sich nicht genau festlegen.- 1.1.2 Zwei unumstößliche Größen.- 1.1.3 Eine Antwort ergibt zwei neue Fragen — wenigstens!.- 1.2 Das kosmologische Standardmodell.- 1.2.1 Die drei Säulen des Standardmodells.- 1.2.2 Teamarbeit anstelle einzelner Genies?.- 1.3 Das Maurergerüst-Syndrom der Astrophysik.- 1.4 Die Sprache des Naturforschers.- 1.4.1 Funktionale Zusammenhänge.- 1.4.2 Winkelfunktionen, Logarithmen und ähnliches.- 1.4.3 Skalare, Vektoren und Tensoren.- 1.4.4 Differential- und Integralgleichungen.- 1.4.5 Operatoren.- 1.5 Warum Aktive Sterne erforschen?.- 2 Stellare Aktivitäten.- 2.1 Historisches.- 2.2 Präzise Beobachtungsmethoden werden benötigt.- 2.2.1 Direkte Fotografie: CCD „imaging“.- 2.2.2 Abbildende Interferometrie.- 2.2.3 Spektroskopie.- 2.2.4 Lichtelektrische Photometrie.- 2.3 Eine Möglichkeit für Amateure.- 2.4 Super-Sternflecken, Koronalöcher oder Aktive Regionen?.- 2.5 Chromosphärisch aktive Sterne.- 2.6 Ordnung ist das halbe Leben: das HR-Diagramm.- 2.7 Der Lebenslauf unserer Sonne.- 2.7.1 Vom Nebel zum T-Tauri-Stern.- 2.7.2 Ankunft auf der ZAMS.- 2.7.3 Die Nach-Hauptreihen-Entwicklung bis zum Weißen-Zwerg.- 3 „Alles Walzer“— die Rotation der Sterne.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Rotation im Hertzsprung-Russell-Diagramm.- 3.2.1 Hauptreihen-Sterne.- 3.2.2 Unterriesen und Riesen.- 3.2.3 Helle-Riesen und Überriesen.- 3.2.4 Weiße Zwerge.- 3.3 Sterne, die sich selbst bremsen.- 3.3.1 Das Prinzip der magnetischen Bremse.- 3.3.2 Drehimpuls ohne magnetische Bremse.- 3.4 Je älter, desto langsamer.- 3.4.1 Das Skumanich-Gesetz.- 3.4.2 Das Haufen-Paradoxon.- 3.5 Die schnellsten Rotatoren.- 3.5.1 Frühe Sterne.- 3.5.2 Späte Sterne.- 4 Rotation in Doppelsternen.- 4.1 Einleitung.- 4.1.1 Die irdischen „Gezeiten“.- 4.1.2 Das „Roche“-Volumen eines Sternes.- 4.2 Synchronisation der Sternrotation.- 4.2.1 Die Reibung der Gezeiten.- 4.2.2 Meridionale Strömungen als Bremsmechanismus.- 4.3 Pseudosynchrone Rotation.- 4.4 Asynchrone Rotation.- 4.5 Ein Vergleich am Beispiel TZ Fornacis.- 4.5.1 Präzise stellare Daten sind notwendig.- 4.5.2 Die Rotation der F7III-Komponente.- 4.5.3 Die Rotation der G8III-Komponente.- 4.5.4 Zirkularisation des TZ-For-Systems.- 5 Rotationsmodulierte Datenanalyse.- 5.1 Doppler-Effekt und Sternrötation.- 5.1.1 Wie funktioniert das?.- 5.1.2 Das spektrale Linienprofil.- 5.1.3 Ein eindimensionales „Bild“ eines Sternes.- 5.1.4 Eine schnelle Methode.- 5.2 Periodische Helligkeitsschwankungen.- 5.3 Doppler-Imaging.- 5.3.1 Almdudler what?.- 5.3.2 Voraussetzungen.- 5.3.3 Das direkte Problem.- 5.3.4 Das inverse Problem.- 5.3.5 Kenntnis des lokalen Linienprofils.- 5.3.6 Methodische und praktische Probleme.- 5.4 Differentielle Interferometrie.- 5.5 Frequenzaufspaltung von Pulsationsmoden.- 5.6 Rotations—Aktivitäts Korrelation.- 6 Stellare Magnetfelder.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Der Zeeman-Effekt.- 6.3 Die Topologie stellarer Magnetfelder.- 6.3.1 Lokale und poloidale Felder.- 6.3.2 Transversale und longitudinale Felder.- 6.3.3 Geschüttelte Magnetfelder und stellare Winde.- 6.4 Zeeman-Analyse der Linienverbreiterung.- 6.5 Spektroskopie des polarisierten Lichts.- 6.5.1 Die Stokes-Profile.- 6.5.2 Zeeman-Doppler-Imaging.- 6.6 Beobachtungsergebnisse.- 7 Unsere Sonne als Stern.- 7.1 Solare Aktivitätsphänomene.- 7.1.1 Flecken.- 7.1.2 Fackeln und Plages.- 7.1.3 Aktive Regionen.- 7.1.4 Flares.- 7.1.5 Radiobursts.- 7.1.6 Protuberanzen.- 7.1.7 Der 11-jährige Aktivitätszyklus.- 7.2 Die ominöse Solarkonstante.- 7.2.1 Absolut kalibrierte Messungen sind notwendig.- 7.2.2 Das ACRIM-Experiment.- 7.2.3 Überraschende Entdeckungen.- 7.3 Die Struktur der „ruhigen“Atmosphäre.- 7.3.1 Hat die Sonne eine „Oberfläche“?.- 7.3.2 Das Energiebudget der Photosphäre.- 7.3.3 Das Spektrum der Photosphäre.- 7.3.4 Granulation.- 7.3.5 Nicht-radiale Oszillationen.- 7.4 Das Spektrum der Chromosphäre.- 7.5 Die heiße Korona.- 7.6 Sonnenaktivität und Raumschiff Erde.- 7.6.1 Ohne Erdmagnetfeld keine Leben.- 7.6.2 Wechselwirkungen mit der Erdatmosphäre.- 7.6.3 Globale Temperaturschwankungen.- 7.6.4 Das 14C-Isotop.- 8 Sternflecken: Aktivitätsphänomene der Photosphäre.- 8.1 100 mal größer als auf der Sonne.- 8.2 Sternflecken und Sonnenflecken.- 8.2.1 Unterschiede und Gemeinsamkeiten.- 8.2.2 Die große Unbekannte: der Sonnendynamo.- 8.2.3 Entstehung von Sternflecken?.- 8.2.4 Magnetische Flußröhren.- 8.3 Sternflecken-Photometrie.- 8.3.1 Astronomen müssen einzelne Photonen zählen.- 8.3.2 Der lichtelektrische Effekt.- 8.3.3 Photometrische Filtersysteme.- 8.4 Lichtwechsel durch differentielle Rotation.- 8.4.1 Die Sonne als Wegweiser.- 8.4.2 Es gibt immer noch Überraschungen..- 8.5 Lichtkurven aus dem Computer.- 8.5.1 Ein einfaches numerisches Modell.- 8.5.2 Versuch und Irrtum.- 8.5.3 VY Arietis im Zeitraffer.- 8.5.4 Die Fleckentemperatur von HD 12545.- 8.6 Molekülspektroskopie von Sternflecken.- 8.6.1 Moleküle bei 4,000 Grad Kelvin?.- 8.6.2 TiO Spektrumsynthese.- 8.7 Das chaotische Leben der Supersternflecken.- 9 Aktive Chromosphären.- 9.1 Zur Entstehung von Emission in Fraunhofer-Linien.- 9.1.1 Historisches.- 9.1.2 Die berühmten Kalzium H- und K-Linien.- 9.2 H- und K-Beobachtungen möchten absolut kalibriert sein.- 9.2.1 Der Mt. Wilson CaII-S-Index.- 9.2.2 Direkte Spektren hoher Auflösung.- 9.3 Die Verbindung Aktivität und Sternalter.- 9.3.1 Nicht alle Emission ist magnetischen Ursprungs.- 9.3.2 Heizen mit Schallwellen.- 9.3.3 Alt, langsam und inaktiv.- 9.3.4 Der Wilson-Bappu-Effekt.- 9.3.5 Sternaktivität und ein Element namens Lithium.- 9.4 Die Rossby-Zahl als Dynamokriterium.- 9.5 Rotation und chromosphärische Aktivität.- 9.5.1 Hauptreihensterne: Herr und Frau Mittelmaß.- 9.5.2 Entwickelte Sterne: die Riesen.- 9.5.3 Ausnahmen bestätigen die Regel.- 9.6 Aktivitätszyklen sonnen ähnlicher Sterne.- 9.6.1 Perioden zwischen 7 und 21 Jahren.- 9.6.2 Aktivitätsstillstände.- 10 Röntgenstrahlung aktiver Sterne.- 10.1 Der Beginn einer neuen Ära.- 10.2 Mechanismen stellarer Röntgenemission.- 10.2.1 Energie und Wellenlänge.- 10.2.2 Strahlungsprozesse im Sternplasma.- 10.3 Die Sonnenkorona: ein heißes Pflaster.- 10.3.1 Das Paradoxon einer heißen Korona.- 10.3.2 Eine „innere“und eine „äußere“Schicht.- 10.3.3 Die Sonnenkorona im 11jährigen Fleckenzyklus.- 10.4 Stellare Koronae.- 10.4.1 Koronae im HR-Diagramm.- 10.4.2 Heizungsmechanismen.- 10.4.3 Sternrotation und Röntgenhelligkeit.- 10.4.4 Die Temperaturstruktur stellarer Koronae.- 10.4.5 Koronales „mapping“.- 10.5 Kühle Protuberanzen.- 10.6 Solare Flares.- 10.6.1 Was uns die Sonne erzählt.- 10.6.2 Die Struktur solarer Flares.- 10.6.3 Auswirkungen auf die Erde.- 10.7 Stellare Flares.- 10.7.1 Frühe Beobachtungen.- 10.7.2 Größer, stärker und länger.- 10.8 AXAF und XMM.- 11 Alles fließt: Geschwindigkeitsfelder.- 11.1 Der Fall a Orionis.- 11.2 Das Phänomen konvektiver Turbulenz.- 11.2.1 Können Sternatmosphären turbulent sein?.- 11.2.2 Das Konzept der Mikroturbulenz.- 11.2.3 Makroturbulenz.- 11.3 Granulation im HR-Diagramm.- 11.3.1 Die Sonne macht’s vor.- 11.3.2 Je größer, desto turbulenter.- 11.3.3 Granulation im Supercomputer.- 11.4 Stellare Pulsationen.- 11.4.1 Ein stetiges Auf und Ab.- 11.4.2 Pulsation und Rotation am Beispiel C Ophiuchi.- 11.4.3 Schall- versus Schwerewellen.- 11.4.4 Pulsation und Aktivität.- 12 Extrasolare Planeten: Endlich!.- 12.1 Mit oder ohne Leben?.- 12.1.1 Die Drakesche-Gleichung.- 12.1.2 Pulsarplaneten.- 12.1.3 Das Problem der jungen Sonne.- 12.2 Auf der Suche nach Planeten.- 12.2.1 Höchste Präzision ist erforderlich.- 12.2.2 51 Pegasi B: der Planet, der keiner war.- 12.2.3 Braune Zwergsterne oder Jupiter ähnliche Riesenplaneten?.- 12.3 Die Science-Fiction bekommt mehr Science.- 12.3.1 SETI-Nachfolger phoenix.- Anhang A Astronomische Zeitschriften.- Anhang B Einige interessante World-Wide-Web Adressen.- Anhang C Physikalische und astronomische Konstanten.- Anhang D Numerische Werte zum HR-Diagramm.- Anhang E Chemische Elemente der Sonnenphotosphäre.- Anhang F Eine Auswahl aktiver Doppelsterne.- Abbildungsnachweis.