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Vorbestellen	Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a	Standorte: NN.SP Scho / College 6a - Naturwissenschaften / Regal 613	Status: Entliehen	Frist: 07.10.2026	Vorbestellungen: 0

(Verlagstext)

In diesem Buch finden Sie einen umfassenden Einstieg in die physikalischen Eigenschaften von Sternen und deren Zustandsgrößen. Der aktuelle Wissensstand zu Sternaufbau und –entwicklung wird hier zusammengefasst und ein Blick auf spannende offene Fragen der Astrophysik geworfen.

 

 

Interessierte Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften aber auch Abiturienten, Dozenten, Lehrkräfte und nicht zuletzt auch Amateurastronomen finden in diesem Buch eine wertvolle Übersicht über die Physik der Sterne. Mitzubringen ist dafür nur das mathematisch-physikalische Rüstzeug, welches nicht über das Grundwissen zur Integral- und Differentialrechnung hinausgeht. In dieser Hinsicht soll dieses Buch auch eine Brücke schlagen zur heute im Internet verfügbaren Fachliteratur, um diese mit Gewinn lesen zu können.

 

 

Der erste Teil zeichnet die historische Entwicklung nach, an deren Ende ein detailliertes Verständnis der Natur der Sterne und ihrer Lebensläufe möglich war. Das Ziel der folgenden Kapitel besteht in einem pragmatischen Einstieg in die physikalischen Prozesse, welche den Aufbau und die Entwicklung der Sterne in Abhängigkeit ihrer Basisgrößen wie Masse und chemische Zusammensetzung determinieren. Es wird gezeigt, was man aus der Analyse des Sternenlichts über die Sternatmosphären in Erfahrung bringen kann, welche fundamentale Rolle der Virialsatz im Leben der Sterne spielt und welche kernphysikalischen Prozesse tief im Innern der Sterne die Energie liefern, die sie erstrahlen lassen. Zum Abschluss wird noch ein ausführlicher phänomenologischer Blick auf die Endstadien der Sternentwicklung geworfen. Dort werden Materiezustände besprochen, die weit von einer experimentellen Realisierbarkeit entfernt sind, deren Eigenschaften sich aber – unterlegt durch entsprechende theoretische Vorstellungen –zumindest prinzipiell aus der Beobachtung konkreter Objekte wie Weiße Zwerge oder Neutronensterne erschließen lassen. Gerade hier sind in Zukunft noch viele aufregende Entwicklungen zu erwarten.

 

In der zweiten Auflage wurde das Buch gründlich überarbeitet und aktualisiert.

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Eine kurze Geschichte der Erforschung der Sterne 1 / / 2 Was kann man an Sternen beobachten? 55 / 2.1 Entfernung 58 / 2.2 Sternhelligkeiten 59 / 2.2.1 Intensitäten und Strahlungsströme 62 / 2.2.2 Einfluss der Erdatmosphäre auf die scheinbare Helligkeit 71 / 2.2.3 Interstellare Extinktion und Verfärbung 77 / 2.2.4 Fotometrie und Schwarzkörperstrahlung 79 / 2.3 Sterndurchmesser 86 / 2.3.1 Durchmesserbestimmung mittels optischer Interferometrie 87 / 2.3.2 Intensitätsinterferometrie nach R. Hanbury-Brown und R. Q. Twiss 95 / 2.3.3 Speckle-Interferometrie 98 / 2.3.4 Sternbedeckungen durch den Mond 105 / 2.3.5 Microlensing-Ereignisse 107 / 2.3.6 Direkte Abbildung von Sternoberflächen 107 / 2.3.7 Lichtkurven bedeckungsveränderlicher Sterne 110 / 2.3.8 Transitmethode 113 / 2.3.9 Baade-Wesselink-Verfahren 114 / 2.3.10 Fotometrische Sterndurchmesser 116 / 2.3.11 Die größten bekannten Sterne 117 / 2.4 Sternmassen 120 / 2.4.1 Doppelsternbeobachtungen 121 / 2.4.2 Astroseismologie 127 / 2.4.3 Ableitung von Massen durch Anpassung von Sternmodellen an Beobachtungsparameter 132 / 2.4.4 Massebestimmung von binären Radiopulsaren, Röntgenpulsaren und Schwarzen Löchern 134 / 2.4.5 Die massereichsten Sterne der Milchstraße 136 / 2.5 Sternspektren 140 / 2.5.1 Klassifikation der Sternspektren 143 / 2.5.2 Leuchtkraftklassen 149 / 2.5.3 Populationszugehörigkeit 154 / 2.5.4 Spektralklassen 157 / 2.6 Korrelationen 192 / 2.6.1 Farben-Helligkeits-Diagramme 192 / 2.6.2 Masse-Leuchtkraft-Beziehung 199 / 2.6.3 Masse-Radius-Beziehung 201 / 2.6.4 Hertzsprung-Russell-Diagramm 202 / 2.7 Analyse des Schwingungsverhalten von Sonne und Sternen 219 / 2.7.1 Dopplergramme 220 / 2.7.2 Solare Oszillationen 222 / 2.7.3 Modelle 224 / 2.7.4 Direkte und inverse Methode 228 / / 3 Sternspektren und Sternatmosphären 231 / 3.1 Physikalische Grundlagen der Spektroskopie 233 / 3.1.1 Strahlungsprozesse im Bohr-Sommerfeldschen Atommodell 234 / 3.1.2 Das Wasserstoffatom und sein Spektrum 243 / 3.1.3 Spektren der Alkalimetalle 253 / 3.1.4 Elektronenkonfiguration von Ionen 256 / 3.1.5 Atome mit mehreren Elektronen 257 / 3.1.6 Das Heliumspektrum und die Spektren heliumartiger Ionen 269 / 3.1.7 Spektren der Wasserstoffionen 273 / 3.1.8 Molekülspektren 275 / 3.1.9 Identifikation von Spektrallinien in Sternspektren 294 / 3.1.10 Linienprofile und Linienbreiten 297 / 3.1.11 Linienaufspaltung durch den Zeeman-Effekt 318 / 3.2 Strahlungstransport in Spektrallinien 324 / 3.2.1 Lokales thermodynamisches Gleichgewicht (LTE) und Kirchhoff‘scher Satz 329 / 3.2.2 Formale Lösung der Strahlungstransportgleichung 335 / 3.2.3 Eddington-Barbier-Beziehung 337 / 3.2.4 Strahlungsprozesse und Absorptionskoeffizienten 340 / 3.2.5 Emissionskoeffizienten und spektrale Kontinuumstrahlung 354 / 3.2.6 Boltzmann-Verteilung 355 / 3.2.7 Saha-Gleichung 357 / 3.3 Quantitative Spektralanalyse 368 / 3.3.1 Wachstumskurven 369 / 3.3.2 Synthetische Spektren 377 / 3.4 Photosphärenmodelle 379 / 3.4.1 Grundlegende Physik einer Sternphotosphäre 380 / 3.4.2 Modellatmosphären und Bestimmung / der fundamentalen Sternparameter 387 / 3.4.3 Einfacher algorithmischer Ablauf der / Modellierung einer Sternatmosphäre 389 / 3.4.4 Die hydrodynamische Expansion von / Stern-Koronen am Beispiel der Sonne 395 / / 4 Innerer Aufbau der Sterne 401 / 4.1 Sterne im hydrostatischen Gleichgewicht und Virialtheorem 404 / 4.1.1 Abweichungen von der sphärischen Symmetrie 409 / 4.1.2 Sternwinde – Verletzung des hydrostatischen Gleichgewichts in Sternatmosphären 412 / 4.2 Energiehaushalt und Leuchtkraft 414 / 4.3 Energietransport 416 / 4.3.1 Strahlungstransport 416 / 4.3.2 Wärmeleitung 419 / 4.3.3 Konvektiver Wärmetransport 420 / 4.3.4 Konvektionszeitskala und radiative Zeitskala 425 / 4.4 Zustandsgleichungen 426 / 4.4.1 Ideales Gas und Photonengas 428 / 4.4.2 Entartete Materie 432 / 4.4.3 Innere Energie 437 / 4.5 Statische Sternmodelle 439 / 4.5.1 Numerische Lösung von Sternstrukturmodellen 442 / 4.5.2 Polytrope Lösungen 446 / 4.5.3 Homologe Sternmodelle 468 / / 5 Nukleare Energieerzeugungsprozesse und Elementesynthese 475 / 5.1 Bindungsenergie und Massendefekt 476 / 5.2 Nukleare Reaktionsraten 478 / 5.2.1 Energieabhängigkeit nuklearer Reaktionsraten 482 / 5.2.2 Resonanzen in den nuklearen Reaktionsraten 491 / 5.3 Wichtige nukleare Brennphasen im Laufe der Sternentwicklung 494 / 5.3.1 Deuterium- und Lithiumbrennen 495 / 5.3.2 Wasserstoffbrennen 496 / 5.3.3 Heliumbrennen – der Triple-Alpha-Prozess 521 / 5.3.4 Fortgeschrittene thermonukleare Brennphasen 535 / 5.3.5 s-, r- und p-Nukleosynthese 555 / / 6 Evolution der Sterne 565 / 6.1 Evolutionäre Sternmodelle 567 / 6.1.1 Visualisierung von Entwicklungsprozessen 569 / 6.1.2 Stellare Zeitskalen 571 / 6.2 Sternentstehung 574 / 6.2.1 Interstellares Medium (ISM) und Molekülwolken 576 / 6.2.2 Gravitationskollaps einer Molekülwolke und Sternbildung 583 / 6.3 Hauptreihen- und Nach-Hauptreihenentwicklung 603 / 6.3.1 Evolution Roter Zwergsterne 608 / 6.3.2 Evolution massearmer Sterne 613 / 6.3.3 Evolution von Sternen im mittleren Massenbereich 626 / 6.3.4 Evolution von Sternen im oberen Massenbereich 651 / 6.4 Sternhaufen und Sternentwicklung 661 / 6.4.1 Kugelsternhaufen 661 / 6.4.2 Offene oder Galaktische Sternhaufen 663 / 6.4.3 Sternassoziationen 665 / 6.4.4 Hertzsprung-Russell-Diagramme und Sternentwicklung 666 / / 7 Endstadien der Sternentwicklung 673 / 7.1 Weiße Zwerge 677 / 7.1.1 Spektrum 680 / 7.1.2 Physische Eigenschaften 682 / 7.1.3 Atmosphäre 686 / 7.1.4 Innere Struktur 687 / 7.1.5 Abkühlung 690 / 7.2 Neutronensterne 699 / 7.2.1 Radiopulsare 704 / 7.2.2 Röntgenpulsare 718 / 7.2.3 Physische Eigenschaften 736 / 7.2.4 Protoneutronensterne 747 / 7.2.5 Innerer Aufbau 750 / 7.3 Quarkmaterie und (mehr oder weniger seltsame) Quarksterne 775 / 7.3.1 Quark-Gluon-Plasma 776 / 7.3.2 Seltsame Materie 778 / 7.4 Stellare Schwarze Löcher 787 / 7.4.1 Einteilung Schwarzer Löcher nach Entstehung und Masse 795 / 7.4.2 Röntgendoppelsterne mit Black Hole-Komponente 796 / / Anhang 805 / Literatur 807 / Stichwortverzeichnis 819