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Glossar-Begriff: Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD)

Beschreibung: Das Hertzsprung-Russell-Diagramm (oder auch HRD) ist ein Diagramm, das zwei beobachtete Eigenschaften von Sternen darstellt: auf der einen Achse die von den Sternen ausgestrahlte Gesamtleistung (Leuchtkraft) und auf der anderen Achse entweder ihre effektive Temperatur oder ihr Spektraltyp. Wenn die effektive Temperatur verwendet wird, wird sie auf einer logarithmischen Skala dargestellt, die von rechts nach links ansteigt. Das heißt: Sterne mit hohen Temperaturen befinden sich auf dem HRD links, diejenigen mit den niedrigsten Temperaturen ganz rechts. Das HRD ist nach zwei Wissenschaftlern benannt: Ejnar Hertzsprung und Henry Norris Russell, die zuerst verschiedene Versionen dieses Diagramms erstellten, um die Eigenschaften von Sternen zu verstehen. Die Datenpunkte, die den so genannten "Hauptreihensternen" entsprechen, liegen in diesem Diagramm auf einem diagonalen Band von links oben nach rechts unten. Datenpunkte, die Riesensternen entsprechen, liegen oberhalb und rechts des Hauptreihenbandes. Weiße Zwerge liegen unterhalb und links des Bandes.

Das Hertzsprung-Russell-Diagramm kann auch nützlich sein, um die Entwicklung eines Sterns im Laufe der Zeit darzustellen. Sobald ein Stern entstanden ist, befindet er sich auf der Hauptreihe des HRD und seine Temperatur und Leuchtkraft bleiben für einige Zeit ungefähr konstant. Später im Laufe seiner Entwicklung wird die Temperatur des Sterns sinken und seine Leuchtkraft zunehmen. Das bedeutet, dass sich die Position des Sterns im HRD nach oben und nach rechts verschiebt, weg von der Hauptreihe und hin zum Riesenast. Die Entwicklung eines Sterns, insbesondere seine Temperatur- und Leuchtkraftveränderungen, können durch eine Kurve im HR-Diagramm dargestellt werden. Somit kann der Entwicklungszustand eines Sterns anhand seiner Temperatur und Leuchtkraft mithilfe des HR-Diagramms bestimmt werden.

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Begriffs- und Definitionsstatus Die Originaldefinition dieses Begriffes auf Englisch wurden von einem forschenden Astronom und einer Lehrkraft bestätigt
Die Übersetzung dieses Begriffs und seiner Definition warten auf Prüfung und Bestätigung

The OAE Multilingual Glossary is a project of the IAU Office of Astronomy for Education (OAE) in collaboration with the IAU Office of Astronomy Outreach (OAO). The terms and definitions were chosen, written and reviewed by a collective effort from the OAE, the OAE Centers and Nodes, the OAE National Astronomy Education Coordinators (NAECs) and other volunteers. You can find a full list of credits here. All glossary terms and their definitions are released under a Creative Commons CC BY-4.0 license and should be credited to "IAU OAE".

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Ähnliche Diagramme


A line of stars goes from cool faint stars to hot bright stars. Some stars lie above or below this line

Hertzsprung-Russell diagram

Unterschrift: This diagram shows the temperature and luminosity of different stars. The size of each point represents the star’s radius and its colour is the colour the human eye would see. The stars range in colour from a washed-out blue to a washed-out reddish-orange. No star has a pure colour like red, green or blue as stars’ spectra include light from lots of different colours. However the reddest stars are commonly referred to as red and the bluest stars as blue. The sample of stars used to make this diagram was chosen to show a wide range of stars of different types so the relative number of each type of star is not representative of how commonly each type is found. From the top left to bottom right there is a long line of stars burning hydrogen in their cores. This is called the main sequence. On this line, one sees the stars Mintaka, Achenar, Sirius A, the Sun and Proxima Centauri. The objects around Proxima Centauri at the lower right end of the main sequence are known as red dwarfs. To the lower right of the red dwarfs are Teide 1 and Kelu-1 A. These two objects are brown dwarfs, objects too low in mass to have cores hot enough to fuse hydrogen for a sustained period of time. As they do not burn hydrogen, brown dwarfs are not considered main sequence stars. The name brown dwarf is unrelated to their colour. Above the main sequence, we find subgiants, giants and supergiants. These are stars that have finished burning hydrogen in their core and have evolved into larger objects. A star’s brightness depends on its temperature and size so giant stars are brighter than stars with a smaller radius but the same temperature. In time these objects will move towards the end of their lives and undergo either a planetary nebula phase or become supernovae. Stars which end their lives with a planetary nebula phase become a type of stellar remnant called a white dwarf. Such objects are much smaller than stars of the same temperature and thus are fainter and are found significantly below the main sequence. Stars which end their lives as supernovae become either black holes or neutron stars. These are not shown on this plot.
Bild: IAU OAE/Niall Deacon

License: CC-BY-4.0 Creative Commons Namensnennung 4.0 International (CC BY 4.0) Symbole

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Die HRD-App für Sterne

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Description: So wichtig, wie der Baum des Lebens (ein Baumdiagramm) für die Erforschung der Evolution des Lebens ist, so bedeutsam ist das Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) für die Erforschung des Aufbaus und der Entwicklung der Sterne. Entsprechend gilt es, das HRD dem Schüler auch als wichtiges Forschungswerkzeug nahezubringen. Im Fokus des folgenden WIS-Beitrags steht die App „Helle Sterne im HRD“ https://www.haus-der-astronomie.de/vis/astroapps, die es dem Schüler ermöglicht, das HRD aktiv kennenzulernen. Besonders ist dabei die gleichzeitige Visualisierung der Sterne am Himmel und als Zustandspunkt im Diagramm. Das WIS-Material gibt dem Nutzer Aufgaben an die Hand, um in die App tiefer einzusteigen.

Altersgruppen: 16-19
Bildungsniveau: Secondary


HR-Diagramme selbst gemacht

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Description: Das Hertzsprung-Russell-Diagramm (kurz HR-Diagramm oder HRD) ist wohl eins der bedeutendsten Diagramme der Astrophysik, weil es wesentlich zum Verstehen der Zustände und der Entwicklung von Sternen beigetragen hat und dies nach wie vor tut. Diagramme stellen ein starkes Instrument der Erkenntnisgewinnung dar. Mit den geeigneten Größen und richtiger Darstellung treten die Zusammenhänge und Abhängigkeiten von den untersuchten Objekten augenscheinlich hervor. Mit dem HRD lernen die Schüler ein Punkt- bzw. Streu-Diagramm kennen, mit dessen Hilfe sich Beziehungen zwischen zwei die Strahlung eines Sterns beschreibenden Größen und damit Rückschlüsse auf Sternzustände und Sternentwicklung gewinnen lassen. Im WIS-Beitrag geht es nach einem wissenschaftsgeschichtlichen Vorspann vor allem darum, wie Schüler sozusagen auf den Spuren von Hertzsprung und Russell selbst ein HRD erzeugen können. Nach einer händischen Version liegt der Fokus auf einer Version, die mittels Computer die im Internet verfügbaren Sterndaten der Astrometriesatelliten Hipparcos und Gaia dafür nutzt. Abgerundet wird der Beitrag schließlich durch ein Aktivitätsangebot, welches Bezug nimmt auf den historischen Einstieg zu Beginn. Schüler können auf gegebenen Fotoplatten der Sternwarte Sonneberg (V und B) von zwei Sternhaufen selbst die V-Helligkeiten und die Helligkeitsdifferenzen B-V mittels der „Durchmessermethode“ ermitteln und von den selbst gewonnen Daten dann ein FHD erstellen. Im WIS-Beitrag* geht es vor allem um die Aktivität der HRD-Erstellung. Das breite Feld der HRD-Interpretation und –anwendung kann nur gestriffen werden und bietet Raum für einen weiteren WIS-Beitrag.

Altersgruppen: 14-16 , 16-19
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Description: Im folgenden WIS-Beitrag steht ein atemberaubendes Beobachtungsergebnis von ALMA im Brennpunkt – die detaillierte Abbildung einer protoplanetaren Scheibe um einen entstehenden Stern – die potentielle Geburtsstätte für Planeten. Neben Beschreibungen und Erklärungen werden vor allem verschiedenartige Aktivitäten (Rechnungen zur Ma und Ph, Arbeit mit Karten, Bildauswertung, Diagramminterpretation, Papiermodell, Quartett) für Schüler angeboten, um diese Beobachtung und damit im Zusammenhang stehende Inhalte (insbesondere die Sternentstehung) besser zu verstehen, auch indem sie den Nutzen des Schulwissen entdecken. Der Wert von Kenntnissen auf verschiedenen Gebieten (Sprache, Mathematik, Naturwis-senschaft, Technik) wird spürbar. Der Beitrag eignet sich als Grundlage für Schülervorträge, die Arbeit in einer AG, wie auch für den Fachunterricht in der Oberstufe.

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Description: Im folgenden WIS-Beitrag steht ein aktuelles Forschungsergebnis von ALMA im Brennpunkt – die Entdeckung einer Spiralstruktur im Massenabfluss des AGB-Sterns R Sculptoris (R Scl). Ausgehend von der Veröffentlichung dieser Entdeckung in der Zeitschrift „Nature“ wird eine Brücke zur Schule gebaut. Wir wollen dabei den Gedankengängen der Autoren folgen und dies anhand der unten aufgeführten Fragen tun. Es wird gezeigt, dass man mit dem Schulwissen etliche Aspekte des Nature-Beitrags (Begriffe, Aussagen Abbildungen) verstehen kann. Der Wert von Kenntnissen auf verschiedenen Gebieten (Sprache, Mathematik, Naturwissenschaft, Technik) soll spürbar werden. Ein Ziel besteht darin, die „Entdeckung des Nutzens des Schulwissens“ durch Aktivitäten für Schüler nachvollziehbar zu gestalten. Der Beitrag eignet sich als Grundlage für Schülervorträge, die Arbeit in einer AG, wie auch für den Fachunterricht in der Oberstufe.

Altersgruppen: 16-19
Bildungsniveau: Secondary