Vorlesung Strahlungstransport stellare Atmosphären und Winde Radiative transfer stellar atmospheres and winds

Kommentar: Ein großer Teil der Astrophysik basiert auf der detaillierten Diagnostik der elektromagnetischen Strahlung, die von den äußeren Hüllen (= Atmosphären) stellarer Objekte emittiert wird. Diese Diagnostik betrifft sowohl einzelne Objekte als auch die akkumulierte Strahlung einer Vielzahl von Quellen, wie sie im Spektrum von Galaxien zu sehen ist. Das grundlegende Rüstzeug bildet dabei die Physik der Sternatmosphären, die von dem Zusammenspiel atomarer und Strahlungsprozesse, Strahlungstransport und Thermo-/Hydrodynamik kontrolliert wird. Im ersten Teil der angebotenen Vorlesung werden die notwendigen Konzepte erarbeitet und wichtige Aspekte untersucht, so z.B. Druck- und Temperaturschichtung, Konvektion, atomare Besetzungszahlen und die Entstehung von Spektrallinien. Der zweite Teil der Vorlesung konzentriert sich auf die Atmosphären heißer, massereicher Sterne, da es gerade diese Sterne sind, die aufgrund ihrer enormen Energieabstrahlung auch in grossen Entfernungen beobachtet werden können, und die für viele Phänomene der Entwicklung unseres Universums (kosmische Reionisation, Vorläufer von Supernovae und Gamma-Ray-Burster, chemische Entwicklung von Spiralgalaxien) von Relevanz sind. Dabei wird der stellaren Wind, den diese Objekte abgeben, im Zentrum der Diskussion stehen, sowohl von der theoretischen Beschreibung her als auch entsprechender Diagnostik. To a large part, astrophysics bases on the detailed diagnostics of electromagnetic radiation from stars, emitted in their outer envelopes (=atmospheres). These diagnostics is applied to both individual stars and to the accumulated radiation of a large number of sources, as visible in the spectra of galaxies. The essential ingredient is the physics of stellar atmospheres, which is controlled by the interplay of atomic and radiative processes, radiative transfer and thermo-/hydrodynamics. In the first part of the lecture, we work out the required concepts and investigate various aspects, e.g., pressure and temperature stratification, convection, atomic population numbers and the formation of spectral lines. The second part of the lecture concentrates on the atmospheres of hot, massive stars, since these stars can be observed even at large distances (due to their enormous radiation output), and since these stars are relevant for a variety of key phenomena in our Universe (such as cosmic re-ionization, progenitors of supernovae and gamma-ray bursters, chemical evoluion of spiral galaxies). Particularly, we will concentrate on the stellar winds from such massive stars, regarding both theoretical aspects and diagnostics. Literatur: begleitend: Mihalas, D., 1978, ``Stellar Atmospheres'' (2nd edition), Freeman, San Francisco. oder Hubeny, I., Mihalas, D., 2014, -Theory of Stellar Atmospheres-, Princeton University Press, Princeton weiterführend: Shu, F.H., 1991, ``The Physics of Astrophysics -- Vol. 1, Radiation'', University Science Books, Mill Valley. Rybicki, G.B., Lightman, A.P., 1979, ``Radiative Processes in Astrophysics'', John Wiley & Sons, New York. Mihalas, D., Weibel Mihalas, B., 1984, ``Foundations of Radiation Hydrodynamics'', Oxford University Press, New York. Voraussetzungen keine; none Leistungsnachweis 3 ECTS Punkte Zielgruppe Doktoranden/innen in Astrophysik/Astronomie (IMPRS) Masterstudenten/innen in Astrophysik Masterstudenten/innen in Physik mit Schwerpunkt Astrophysik Fakultät für Physik keine; none 3 ECTS Punkte LMU München SoSe 2016 Dr. Puls Joachim