Meine Vorlesungsaktivitäten an der Ludwig-Maximilians Universität (LMU) München

Andere Vorlesungen

"Innerer Aufbau und Entwicklung von Sternen II "

Innerer Aufbau und Entwicklung von Sternen I

Inhalt:

Die Grundgleichungen des Sternaufbaus (Massenverteilung, Bewegungsgleichung, Virialsatz, Energiesatz, Energietransport, chemische Zusammensetzung). Das System der Grundgleichungen, Randbedingungen, Lösungsmethoden, Materialfunktionen (Zustandsgleichung, Opazität, nukleare Energieerzeugungsraten). Einfache Sternmodelle (Polytrope Gaskugeln, Weisse Zwerge, Hauptreihensterne, vollkonvektive Sterne). Sternentwicklung bei konstanter Masse (Vorhauptreihenentwicklung, Entwicklung des Zentralgebiets von der Hauptreihe bis zum He-Brennen, Entwicklung nach dem He-Brennen, Endstadien der Sternentwicklung).

Literatur:

Hansen, C.J., Kawaler, S.D.: 2004, Stellar Interiors - Physical Principles, Structure and Evolution, Springer Verlag, Berlin, ISBN: 0-387-20089-4. Kippenhahn, R., Weigert, A.: 1990, Stellar Structure and Evolution, Springer Verlag, Berlin, ISBN: 3-540-50211-4.

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Innerer Aufbau und Entwicklung von Sternen II

Inhalt:

Entwicklung von Einzelsternen mit veränderlicher Masse (Verallgemeinerte Hauptreihen, Massenverlustmechanismen, Entstehung von Weissen Zwergen, von Wolf--Rayet Sternen, Präsupernova-Entwicklung, Supernovae); Entwicklung von engen Doppelsternsystemen (Reaktion von Sternen auf schnellen Massenverlust, Roche-Potential, Algol-Paradoxon, Stabilitätskriterien, archetypische Fälle von konservativen Entwicklungen, nichtkonservative Entwicklung, Endstadien der Doppelsternentwicklung).

Literatur:

Hansen, C.J., Kawaler, S.D.: 2004, Stellar Interiors - Physical Principles, Structure and Evolution, Springer Verlag, Berlin, ISBN:0-387-20089-4. Kippenhahn, R., Weigert, A.: 1990, Stellar Structure and Evolution, Springer Verlag, Berlin, ISBN 3-540-50211-4. Pringle, J.E., Wade, R.A. (eds.): 1985, Interacting Binary Stars, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-521-26608-4. Shore, S.N., Livio, M., van den Heuvel, E.P.J.: 1994, Interacting Binaries, H. Nussbaumer, A. Orr (eds.), Springer Verlag, Berlin, ISBN: 3-540-57014-4, 0-387-57014-4. Wijers, R.A.M.J., Davies, M.B., Tout, C.A. (eds.): 1995, Evolutionary Processes in Binary Stars, NATO ASI Series C, Vol.477, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, ISBN: 0-7923-4004-3.

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Entwicklung von kompakten Doppelsternen

Inhalt:

Als kompakte Doppelsterne bezeichnet man Doppelsterne, in denen mindestens eine Komponente ein kompakter Stern (Weisser Zwerg, Neutronenstern oder Schwarzes Loch) ist. Unter den kompakten Doppelsternen sind diejenigen von besonderem astrophysikalischen Interesse, in denen einer der beiden Sterne Masse an den anderen verliert. Dazu gehören u.a. die massearmen Röntgendoppelsterne (mit einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch) sowie die Kataklysmischen Variablen (mit einem Weissen Zwerg). Gegenstand dieser Vorlesung ist die Langzeitentwicklung solcher Systeme. Dabei geht es u.a. um folgende Fragen: 1. Unter welchen Voraussetzungen ist lang anhaltender Massentransfer möglich? 2. Wie wirkt sich der Massentransfer auf die Entwicklung der beteiligten Sterne aus? 3. Welche Endzustände entstehen daraus? Hierzu werden folgende Themen behandelt: Grundlegende Beobachtungen, das Roche--Modell, Stabilität gegen Massentransfer, Reaktion von Sternen auf Massenverlust, Antriebsmechanismen für den Massentransfer, implizite und explizite Berechnung der Massentransferrate, stationärer und instationärer Massentransfer, globale Stabilitätsanalyse des Massentransfers, Entwicklung mit nuklear angetriebenem Massentransfer, Entstehung von Millisekundenpulsaren in Doppelsternen, Entwicklung unter dem Einfluss von Bestrahlung, Anwendungen auf Kataklysmische Variable und Röntgendoppelsterne.

Literatur:

Frank, J., King, A., Raine, D.: 2002, Accretion Power in Astrophysics, 3rd ed., Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-5216-2957-8. Kolb, U.: 2002, Interacting Binary Stars, S381 Block 3 The Energetic Universe, The Open University, Milton Keynes, ISBN: 0-7493-9765-4. Lewin, W.H.G., van Paradijs, J., van den Heuvel, E.P.J. (eds.): 1997, X-Ray Binaries, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0521599342. Podsiadlowski, Ph., Rappaport, S., King, A.R., D'Antona, F., Burderi, L. (eds.): 2001, Evolution of Binary and Multiple Star Systems, ASP Conf. Ser. Vol. 229, ASP, San Francisco, ISBN: 1-58381-061-7. Shapiro, S.L., Teukolsky, S.A.: 1983, Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars, J. Wiley & Sons, New York, ISBN: 0-471-87316-0. Shore, S.N., Livio, M., van den Heuvel, E.P.J.: 1994, Interacting Binaries, H. Nussbaumer, A. Orr (eds.), Springer Verlag, Berlin, ISBN: 3-540-57014-4, 0-387-57014-4. Warner, B.: 1995, Cataclysmic Variable Stars, Cambridge University Press, Cambridge (zur Zeit vergriffen), ISBN: 0-521-41231-5. Wijers, R.A.M.J., Davis, M.B., Tout, C.A. (eds.): 1996, Evolutionary Processes in Binary Stars, , NATO ASI Ser. C, Vol. 477, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, ISBN: 0-7923-4004-3.

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Akkretionsphänomene in kompakten Doppelsternen

Inhalt:

Als kompakte Doppelsterne bezeichnet man Systeme, in denen mindestens eine Komponente ein kompakter Stern (Weisser Zwerg, Neutronenstern oder Schwarzes Loch) ist. Unter den kompakten Doppelsternen sind diejenigen von besonderem astrophysikalischen Interesse, in denen einer der beiden Sterne Masse an den anderen verliert. Dazu gehören u.a. die massearmen Röntgendoppelsterne (mit einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch) sowie die Kataklysmischen Variablen (mit einem Weissen Zwerg). Gegenstand dieser Vorlesung sind die als Folge des Massentransfers auftretenden Akkretionsphänomene. Folgende Themen werden dabei angesprochen: THERMONUKLEARE EXPLOSIONEN AUF KOMPAKTEN STERNEN: 1) Klassische Novae: grundlegende Beobachtungen; Modell der thermonuklearen Explosion auf Weissen Zwergen; Nukleosynthese in Novae; Rückwirkung der Novaexplosionen auf die Langzeitentwicklung des Doppelsternsystems. 2) Röntgenburster: grundlegende Beobachtungen; Modell der thermonuklearen Explosion auf Neutronensternen. THEORIE DER AKKRETIONSSCHEIBEN: Grundlegende Physik; stationäre Modelle; Stabilität der stationären Modelle; instationäre Modelle; MODELLE FUER ZWERGNOVAAUSBRÜCHE: Das Massentransfermodell; das Scheibeninstabilitätsmodell; Normale Zwergnovaausbrüche; Das Z-Cam Phänomen; Superausbrüche und Superhumps in SUUMa-Systemen; AUSBRÜCHE IN TRANSIENTEN MASSEARMEN RÖNTGENDOPPELSTERNEN: grundlegende Beobachtungen; das Scheibeninstabilitätsmodell.

Literatur:

Frank, J., King, A.R., Raine, D.J.: 2002, Accretion Power in Astrophysics, 3rd ed., Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-5216-2957-8. Kolb, U.: 2002, Interacting Binary Stars, S381 Block 3 The Energetic Universe, The Open University, Milton Keynes, ISBN: 0-7493-9765-4. Lewin, W.H.G., van Paradijs, J., van den Heuvel, E.P.J. 1997, X-Ray Binaries, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-521-59934-2. Livio, M.: 1994, Topics in the Theory of Cataclysmic Variables and X-Ray Binaries, in: Interacting Binaries, H. Nussbaumer, A. Orr (eds.), Springer Verlag, Berlin, ISBN: 3-540-57014-4, 0-387-57014-4. Warner, B.: 1995, Cataclysmic Variable Stars, Cambridge University Press, Cambridge, zur Zeit vergriffen, ISBN: 0-521-41231-5. Wijers, R.A.M.J., Davies, M.B., Tout, C.A. (eds.): 1996, Evolutionary Processes in Binary Stars, NATO ASI Series C, Vol. 477, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, ISBN: 0-7923-4004-3.

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Kompakte Objekte und Akkretion

Inhalt:

Kompakte Objekte ist der Oberbegriff für Weisse Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Als Akkretion bezeichnet man andererseits das Aufsammeln von Materie aus dem Anziehungsbereich eines gravitierenden Körpers (hier eines kompakten Sterns). Die Kombination von kompakten Sternen und Akkretion ist deshalb von Bedeutung, weil bei der Akkretion von Materie auf einen kompakten Stern grosse Energiemengen frei werden und diese dadurch auf vielfältige Weise beobachtbar werden. In dieser Vorlesung werden u.a. folgende Themen behandelt: KOMPAKTE OBJEKTE: Innerer Aufbau, Entstehung und Entwicklung von Weissen Zwergen und Neutronensternen; Eigenschaften Schwarzer Löcher; Vorkommen und Erscheinungsformen von kompakten Sternen, speziell als Komponenten von engen Doppelsternen; Zusammenhang mit Akkretion. AKKRETION: Die wichtigsten Akkretionsmoden (Windakkretion (Bondy-Hoyle), Scheibenakkretion; magnetische Akkretion; Akkretionsphänomene (u.a. Röntgenpulsare, Röntgenburster, klassische Novae, Zwergnovaausbrüche, magnetische kataklysmische Variable, transiente Röntgendoppelsterne (Mikro-Quasare), Entstehung von Millisekunden-Pulsaren).

Literatur:

Frank, J., King, A.R., Raine, D.J.: 2002, Accretion Power in Astrophysics, 3rd ed., Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-5216-2957-8. Kawaler, S.D., Novikov, G., Srinivasan: 1997, Stellar Remnants, G. Meynet, D. Schaerer (eds.), Springer Verlag, Berlin (1997), ISBN: 3-540-61520-2. Kippenhahn, R., Weigert, A.: 1990, Stellar Structure and Evolution, Springer Verlag, Berlin, ISBN: 3-540-50211-4. Lewin, W.H.G., van Paradijs, J., van den Heuvel, E.P.J.: 1997, X-Ray Binaries, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-521-59934-2. Shore, S.N., Livio, M., van den Heuvel, E.P.J.: 1994, Interacting Binaries, H. Nussbaumer, A. Orr (eds.), Springer Verlag, Berlin, ISBN: 3-540-57014-4, ISBN: 0-387-57014-4. Shapiro, S.L., Teukolsky, S.A.: 1983, Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars, J. Wiley & Sons, New York, ISBN: 0-471-87316-0. Wijers, R.A.M.J., Davies, M.B., Tout, C. (eds.): 1996, Evolutionary Processes in Binary Stars, NATO ASI Series C, Vol. 477, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, ISBN: 0-7923-4004-3.

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Neutronensterne und Pulsare

Inhalt:

Neutronensterne repräsentieren einen wichtigen Endzustand der Sternentwicklung. Die Materiedichte im  Zentralbereich eines Neutronensterns übersteigt die Dichte von Kernmaterie bei weitem. Sie sind somit gleichsam gigantische selbstgravitierende Atomkerne. Neutronensterne sind darüberhinaus durch sehr starke Magnetfelder und Rotationsperioden bis hinunter in den Millisekundenbereich charakterisiert. Mit ihren extremen stellaren Parametern stellen Neutronensterne daher physikalische Laboratorien dar, wie es auf der Erde nie realisiert werden können. Durch ihr Studium lassen sich viele interessante Fragen aus der Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik sowie aus der Festkörperphysik und der Elektrodynamik behandeln. Die Vorlesung beschäftigt sich u.a. mit folgenden Themen: Erscheinungsformen von Neutronensternen; Entwicklung von massereichen Sternen, Entstehung, innerer Aufbau und Entwicklung von Neutronensternen; Radiopulsare: beobachtete Eigenschaften, elementare Theorie der Pulsarstrahlung, Entwicklung und Populationsstatistik von Pulsaren; Millisekundenpulsare und Pulsare in Dopppelsternen; Massearme Röntgendoppelsterne und die Entstehung von Millisekundenpulsaren; Röntgenpulsare und andere Röntgendoppelsterne: Beobachtete Eigenschaften, Entstehung und Entwicklung; Neutronensterne und Pulsare in Kugelsternhaufen; Relativistische Pulsardoppelsterne; Magnetare und anomale Röntgenpulsare.

Literatur:

Alpar, M.A., Kiziloglu, U., van Paradijs, J. (eds.): 1995, The Lives of the Neutron Stars, NATO ASI Ser. C, Vol. 450, Kluwer, Dordrecht, ISBN: 0-7923-3246-6. Benacquista, M.J.: 2006, Relativistic Binaries in Globular Clusters, Living Rev. Relativity 9(2), http://www.livingreviews.org/lrr-2006-2. Blandford, R.D. (ed.): 1992, Pulsars as Physics Laboratories, Phil. Trans. R. Soc. London, Ser. A, Vol 341, 1 - 192. Lewin, W.H.G., van Paradijs, J., van den Heuvel, E.P.J. (eds.): 1997, X-Ray Binaries, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-521-59934-2. Lyne, A.G., Graham-Smith, F.: 2006, Pulsar Astronomy, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN: 0-521-83954-8, 978-0-521-83954-0; auch in deutscher Übersetzung erschienen bei J.A. Barth Verlag, Leipzig. Lorimer, D.R.: 2005, Binary and Millisecond Pulsars, Living Rev. Relativity 8(7), http://www.livingreviews.org/lrr-2008-8. Shapiro, S.L., Teukolsky, S.A.: 1983, Black holes, White dwarfs, and Neutron Stars, J. Wiley & Sons, New York, ISBN: 0-471-87316-0. van den Heuvel, E.P.J., Rappaport, S.A. (eds.): 1992, X-Ray Binaries and Recycled Pulsars, NATO ASI Ser. C, Vol. 377, Kluwer, Dordrecht, ISBN: 0-7923-1940-0.