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Lexikon - T 4 Lexikon - U 1

Astro-Lexikon T 5


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Transit

Bei der Bedeckung der Sonne durch einen inneren Planeten (Merkur, Venus) oder einen anderen Himmelskörper (z.B. Kometen) oder auch bei der Bedeckung eines Sterns durch einen extrasolaren Planeten sprechen Astronomen von einem Transit, im Deutschen auch Durchgang genannt. Dabei nimmt die Helligkeit der Sonne bzw. des Sterns für einige Zeit ab.

Praktisch! Das passiert auch extragalaktisch

Dieses Phänomen tritt im Prinzip auch bei weit entfernten (galaktischen oder extragalaktischen) Doppelsternsystemen auf, z.B. bei Röntgendoppelsternen. Bei geeigneter Orientierung zum irdischen Beobachter kommt es vor, dass sich der eine Stern vor den anderen schiebt und dabei die Gesamthelligkeit beider Sterne abnimmt. Solche Systeme heißen Bedeckungsveränderliche - Transit ist dann kein gebräuchlicher Ausdruck.

Eklipsen

Transits sind zu unterscheiden von den Eklipsen (Sonnen- und Mondfinsternisse). In gewisser Weise ist eine Sonnenfinsternis ein extremer Transit, bei dem die Mondscheibe die Sonnenscheibe abdeckt.

Triple-Alpha-Prozess

Der Triple-Alpha-Prozess oder auch Salpeter-Prozess, meist Heliumbrennen genannt, ist ein wichtiger Mechanismus zur Energieumwandlung (Energie'gewinnung') aus thermonuklearer Fusion (siehe dort für Details) in massearmen bis mittelschweren Sternen. Eine wichtige Voraussetzung ist eine hohe Gasdichte. Die Bezeichnung 'Triple-Alpha' bezieht sich auf die drei beteiligten Helium-4-Kerne (α-Teilchen, siehe auch α-Zerfall) in diesem Prozess.

T Tauri Sterne

T Tauri Sterne sind ein Typus von jungen, stellaren Objekten, den YSOs. Es handelt sich um junge Sterne (nur 105 bis 107 Jahre alt), die sich zu 'normalen Sternen' entwickeln. Im normalen Stadium werden sie dann zu Hauptreihensternen, die demnach die Hauptreihe des Hertzsprung-Russell-Diagramms bevölkern.

T Tauris flackern

Sie bewegen sich noch senkrecht zur Hauptreihe, d.h. variieren in der Helligkeit, was durch den Akkretionsprozess verursacht wird. Durch Akkretion können diese Protosterne einen protostellaren Jet speisen. Dann tritt die Umgebung des T Tauri Sterns als Herbig-Haro-Objekt in Erscheinung.

T Tauris blasen

T Tauri Sterne beginnen gerade durch starke Sternenwinde ihre Umgebung 'leerzufegen'. Dabei wird die akkretierende Staubscheibe nach und nach abgebaut. Dieser Prozess des Staubabbaus wird auch durch die Planetenbildung in der protoplanetaren Scheibe (engl. protoplanetary disk, kurz Proplyd genannt) unterstützt. Unter dem Eintrag Ekliptik gibt es Details dazu und zur Entstehung der Sonne nachzulesen.

Linien schwächeln

Am Ende steht ein entwickelter T Tauri Stern, ein so genannter Weak-lined T Tauri Star, also ein T Tauri Stern mit schwachen Emissionslinien. Die starken Wasserstoff- und Kalziumemissionslinien, wie man sie von klassischen T Tauri Sternen kennt, sind durch den Verlust des Staubes nur noch sehr schwach.

Spektraltyp, Prototyp

Vom Spektraltypus her belegen T Tauri Sterne den untere Bereich der Spektralsequenz: G, K und M. Der Prototyp T Tauri im Sternbild Taurus (dt. Stier) hat Spektraltyp G5e und wurde als Klasse veränderlicher Sterne 1945 von dem US-Astronomen A. Joy etabliert.

Tunneleffekt

Dieser Effekt ist nur durch die Quantentheorie zu erklären und besitzt kein klassisches Analogon. Deshalb bereitet der Tunneleffekt - wie viele Aspekte der Quantenwelt - häufig Verständnisprobleme. Eines sei vorweggenommen: der Tunneleffekt hat nichts mit dem Tunnelblick zu tun.

Wellenfunktion und Aufenthaltswahrscheinlichkeit

In der quantentheoretischen Beschreibung stellt man Teilchen als Wellenfunktion dar. Die Lösungen der fundamentalen Schrödinger-Gleichung des Problems liefern die möglichen Energiezustände (oder Eigenfunktionen, repräsentiert durch die Wellenfunktionen) und die Energieeigenwerte (das Spektrum). Die Energie eines Quantensystems ist nicht kontinuierlich, sondern in diskreten Portionen, den Energiequanten, gepackt. Die Absolutquadrate der Wellenfunktionen sind von besonderer Relevanz, weil sie die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des beschriebenen Teilchens in einem Raumbereich angeben. Das typische Beispiel sind die Orbitalwolken des Wasserstoffproblems, die gerade die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für Elektronen angeben.

Tunneln einer Welle durch einen Potentialwall

endliche Wahrscheinlichkeit an verbotenen Orten

Wenn man nun die Schrödinger-Gleichung für verschiedene Bereiche eines Potentials (beispielsweise einer Stufenfunktion, wo das Potential von null auf einen konstanten Wert springt) löst, stellt man fest dass die Wellenfunktion bzw. deren Absolutquadrat im klassisch verbotenen Bereich endlich werden kann!. Was bedeutet das anschaulich? Das Diagramm oben zeigt eine Wellenfunktion (rot) links von einem Potentialwall, die sich von links nach rechts ausbreiten möge. Die Koordinate r parametrisiert den Ort der Welle (hier: eindimensionales Problem). Ein vergleichbares, klassisches (unquantisiertes) Problem wäre beispielsweise eine von links einlaufende Wasserwelle, die auf ein Hindernis rechts, z.B. einen Deich, trifft. Der Potentialwall entspricht dem Deich. Klassisch ist klar: Wenn die Wasserwelle zuwenig kinetische Energie mitbringt, bleibt das Gebiet jenseits des Deichs trocken. Ein quantenmechanisches Teilchen jedoch schafft es über den Deich bzw. durch die Potentialstufe! Das Teilchen tunnelt durch die Barriere, wie Physiker sagen. Jenseits der Barriere kommt ein Teil der Wellenfunktion (grün) an. Es ist nur ein abgeschwächter Teil der ursprünglichen Amplitude der Welle, weil die Schrödinger-Gleichung in der Barriere eine exponentielle Dämpfung diktiert. Doch Fakt ist, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit (= Absolutquadrat |Ψ|2) jenseits der Barriere größer als Null ist. Im Allgemeinen berechnen Quantenphysiker Transmissionswahrscheinlichkeiten und -koeffizienten, die es dem Teilchen erlauben, einen Potentialwall zu passieren. Dabei kommt umso weniger von der Welle auf der anderen, klassisch verbotenen Seite an, je dicker das Hindernis ist.
Weiterhin gibt es auch Reflexionskoeffizienten, weil ja der andere Teil der Welle am Hindernis reflektiert wird - so wie es uns klassisch vertraut ist: Die Wasserwelle prallt auf den Deich und läuft wieder zurück nach links. Die Überlagerung der einlaufenden (links nach rechts) und reflektierten Welle (rechts nach links) ergibt gerade die hier dargestellte, variierende Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Dieses Interferenzmuster ist typisch für quantenmechanische Kastenprobleme (vergleiche auch Casimir-Effekt).

Beispiel 1: α-Zerfall

Das traditionelle Anwendungsbeispiel des Tunneleffekts ist der α-Zerfall. Die Alphateilchen dieser Form der Radioaktivität stammen aus dem Atomkern bestimmter Nuklide und sind nichts anderes als Heliumatomkerne (Verbund aus zwei Protonen und zwei Neutronen). Die Alphateilchen tunneln durch das klassisch unüberwindbare Coulombpotential und können so den Kern (der dann Alpha-Strahler heißt) verlassen.

Beispiel 2: Elektronenmikroskopie

Ein weiteres Beispiel, das sogar spektakuläre Anwendung gefunden hat ist das Rastertunnelelektronenmikroskop. Mit diesem Mikroskop, das die Beobachtung (bzw. besser gesagt Abtastung) einer Oberfläche nicht mit Lichtteilchen sondern mit Elektronen ermöglicht, kann man noch kleinere Strukturen abbilden, sogar Atome! Die Funktionsweise beruht darauf, dass eine haarfeine, positiv geladene Nadel (Anode) eine Materialoberfläche im Vakuum abtastet. Dabei können Elektronen, des Materials, die sich im klassisch verbotenen Bereich aufhalten (siehe oben: Aufenthaltswahrscheinlichkeit ungleich null) mit der positiv geladenen Elektrode abgesaugt werden: es fließt ein so genannter Tunnelstrom. Die Verstärkung und Visualisierung dieses Stroms offenbart dann kleinste Strukturen im Bereich von Nanometern (ein Milliardstel Meter), wie Molekülanordnungen und sogar einzelne Atome!

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Andreas Müller © Andreas Müller, August 2007

Index

A
Abbremsparameter
ADAF
ADD-Szenario
ADM-Formalismus
AdS/CFT-Korrespondenz
AGB-Stern
Äquivalenzprinzip
Akkretion
Aktiver Galaktischer Kern
Alfvén-Geschwindigkeit
Alfvén-Zahl
Allgemeine Relativitätstheorie
Alpha-Zerfall
AMR
anthropisches Prinzip
Antigravitation
Antimaterie
Apastron
Apertursynthese
Aphel
Apogäum
Astronomie
Astronomische Einheit
asymptotisch flach
Auflösungsvermögen
Axion
AXP
B
Balbus-Hawley- Instabilität
Bardeen-Beobachter
Baryogenese
Baryonen
baryonische Materie
Bekenstein-Hawking- Entropie
Beobachter
Beta-Zerfall
Bezugssystem
Bianchi-Identitäten
Big Bang
Big Bounce
Big Crunch
Big Rip
Big Whimper
Birkhoff-Theorem
Blandford-Payne- Szenario
Blandford-Znajek- Mechanismus
Blauverschiebung
Blazar
BL Lac Objekt
Bogenminute
Bogensekunde
Bosonen
Bosonenstern
Boyer-Lindquist- Koordinaten
Bran
Brans-Dicke- Theorie
Brauner Zwerg
Brill-Wellen
Bulk
C
Carter-Konstante
Casimir-Effekt
Cauchy-Fläche
Cepheiden
Cerenkov-Strahlung
Chandrasekhar-Grenze
Chaplygin-Gas
Chiralität
Christoffel-Symbol
CMB
CNO-Zyklus
Comptonisierung
Cosmon
C-Prozess
D
Deep Fields
Derricks Theorem
de-Sitter- Kosmos
DGP-Szenario
Diffeomorphismus
differenzielle Rotation
Distanzmodul
Dodekaeder-Universum
Doppler-Effekt
Drei-Kelvin-Strahlung
Dunkle Energie
Dunkle Materie
E
Eddington-Finkelstein- Koordinaten
Eddington-Leuchtkraft
Effektivtemperatur
Eichtheorie
Einstein-Ring
Einstein-Rosen- Brücke
Einstein-Tensor
Eisenlinie
Eklipse
Ekliptik
Ekpyrotisches Modell
Elektromagnetismus
Elektronenvolt
elektroschwache Theorie
Elementarladung
Energie
Energiebedingungen
Energie-Impuls-Tensor
Entfernungsmodul
eos
eos-Parameter
Epizykel
Ereignishorizont
erg
Ergosphäre
eV
Extinktion
Extradimension
extragalaktisch
extrasolar
extraterrestrisch
Exzentrizität
F
Falschfarbenbild
Fanaroff-Riley- Klassifikation
Faraday-Rotation
Farbindex
Farbladung
Farbsupraleitung
Feldgleichungen
Fermi-Beschleunigung
Fermionen
Fermionenstern
Fernparallelismus
Feynman-Diagramm
FFO
FIDO
Flachheitsproblem
FLRW-Kosmologie
Fluchtgeschwindigkeit
Frame-Dragging
f(R)-Gravitation
Friedmann-Weltmodell
G
Galaktischer Schwarz-Loch-Kandidat
Galaxie
Gamma Ray Burst
Gamma-Zerfall
Geodäte
Geometrisierte Einheiten
Geometrodynamik
Gezeitenkräfte
Gezeitenradius
Gluonen
Grad
Granulation
Gravastern
Gravitation
Gravitationskollaps
Gravitationskühlung
Gravitationslinse
Gravitationsradius
Gravitations- rotverschiebung
Gravitationswellen
Gravitomagnetismus
Graviton
GRBR
Große Vereinheitlichte Theorien
Gruppe
GUT
GZK-cutoff
H
Hadronen
Hadronen-Ära
Hamilton-Jacobi- Formalismus
Harvard-Klassifikation
Hauptreihe
Hawking-Strahlung
Hawking-Temperatur
Helizität
Helligkeit
Herbig-Haro- Objekt
Hertzsprung-Russell- Diagramm
Hierarchieproblem
Higgs-Teilchen
Hilbert-Raum
Hintergrundmetrik
Hintergrundstrahlung
HLX
HMXB
Holostern
Homogenitätsproblem
Horizont
Horizontproblem
Horn-Universum
Hubble-Gesetz
Hubble-Klassifikation
Hubble-Konstante
Hydrodynamik
hydrostatisches Gleichgewicht
Hyperladung
Hypernova
Hyperonen
I
IC
Inertialsystem
Inflation
Inflaton
intergalaktisch
intermediate-mass black hole
interplanetar
interstellar
Isometrien
Isospin
Isotop
ITER
J
Jahreszeiten
Jansky
Jeans-Masse
Jet
K
Kaluza-Klein-Theorie
Kaup-Grenzmasse
Kaonen
Kataklysmische Veränderliche
Keine-Haare- Theorem
Kepler-Gesetze
Kerr-de-Sitter- Lösung
Kerr-Lösung
Kerr-Newman- de-Sitter- Lösung
Kerr-Newman- Lösung
Kerr-Schild- Koordinaten
Killing-Felder
Killing-Tensor
K-Korrektur
Koinzidenzproblem
Kollapsar
Kompaktes Objekt
Kompaktheit
Kompaktifizierung
Kompaneets-Gleichung
konforme Transformation
Kongruenz
Koordinatensingularität
Kopenhagener Deutung
Korona
Korrespondenzprinzip
Kosmische Strahlung
Kosmische Strings
Kosmographie
Kosmologie
Kosmologische Konstante
Kosmologisches Prinzip
kovariante Ableitung
Kovarianzprinzip
Kreisbeschleuniger
Kretschmann-Skalar
Krümmungstensor
Kruskal-Lösung
Kugelsternhaufen
L
Laborsystem
Ladung
Lagrange-Punkte
Lambda-Universum
Lapse-Funktion
Laserleitstern
Lense-Thirring- Effekt
Leptonen
Leptonen-Ära
Leptoquarks
Leuchtkraft
Leuchtkraftdistanz
Levi-Civita- Zusammenhang
Licht
Lichtjahr
Lichtkurve
Lie-Ableitung
Linearbeschleuniger
LINER
Linienelement
LIRG
LMXB
LNRF
Lokale Gruppe
Loop-Quantengravitation
Lorentz-Faktor
Lorentzgruppe
Lorentzinvarianz
Lorentz-Kontraktion
Lorentz-Transformation
Lundquist-Zahl
Luxon
M
Machscher Kegel
Machsches Prinzip
Machzahl
Magnetar
magnetische Rotationsinstabilität
Magnetohydrodynamik
Magnitude
marginal gebundene Bahn
marginal stabile Bahn
Markariangalaxie
Maxwell-Tensor
Membran-Paradigma
Mesonen
Metall
Metrik
Mikroblazar
Mikrolinse
Mikroquasar
Milchstraße
Minkowski-Metrik
Missing-Mass- Problem
mittelschwere Schwarze Löcher
MOND
Monopolproblem
Morphismus
M-Theorie
Myonen
N
Neutrino
Neutronenreaktionen
Neutronenstern
Newtonsche Gravitation
No-Hair-Theorem
Nova
Nukleon
Nukleosynthese
Nullgeodäte
O
Öffnung
Olbers-Paradoxon
O-Prozess
Oppenheimer-Volkoff- Grenze
optische Tiefe
Orthogonalität
P
Paradoxon
Paralleluniversum
Parsec
partielle Ableitung
Pauli-Prinzip
Penrose-Diagramm
Penrose-Prozess
Pentaquark
Periastron
Perigäum
Perihel
periodisch
persistent
Petrov-Klassifikation
PG1159-Sterne
Phantom-Energie
Photon
Photonenorbit
Photosphäre
Pion
Pioneer-Anomalie
Planck-Ära
Planckscher Strahler
Planck-Skala
Planet
Planetarische Nebel
Poincarégruppe
Poincaré- Transformation
Polytrop
Population
Post-Newtonsche Approximation
Poynting-Fluss
pp-Kette
p-Prozess
Prandtl-Zahl
primordiale Schwarze Löcher
Prinzip minimaler gravitativer Kopplung
Protostern
Pseudo-Newtonsche Gravitation
Pulsar
Pulsierendes Universum
Pyknonukleare Reaktionen
Q
QPO
Quant
Quantenchromodynamik
Quantenelektrodynamik
Quantenfeldtheorie
Quantengravitation
Quantenkosmologie
Quantenschaum
Quantensprung
Quantentheorie
Quantenvakuum
Quantenzahlen
Quark-Ära
Quark-Gluonen- Plasma
Quarks
Quarkstern
Quasar
quasi-periodisch
Quasi-periodische Oszillationen
Quelle
Quintessenz
R
Radioaktivität
Radiogalaxie
Radion
Randall-Sundrum- Modelle
Randverdunklung
Raumzeit
Rayleigh-Jeans- Strahlungsformel
Ray Tracing
Reichweite
Reionisation
Reissner-Nordstrøm- de-Sitter- Lösung
Reissner-Nordstrøm- Lösung
Rekombination
relativistisch
Relativitätsprinzip
Relativitätstheorie
Renormierung
Reverberation Mapping
Reynolds-Zahl
RGB-Bild
Ricci-Tensor
Riemann-Tensor
Ringsingularität
Robertson-Walker- Metrik
Robinson-Theorem
Roche-Volumen
Röntgendoppelstern
Roter Riese
Roter Zwerg
Rotverschiebung
Rotverschiebungsfaktor
r-Prozess
RRAT
RR Lyrae-Sterne
Ruhesystem
S
Schallgeschwindigkeit
scheinbare Größe
Schleifen- Quantengravitation
Schwache Wechselwirkung
Schwarzer Körper
Schwarzer Zwerg
Schwarzes Loch
Schwarzschild-de-Sitter- Lösung
Schwarzschild-Lösung
Schwarzschild-Radius
Schwerkraft
Seltsamer Stern
Seltsamkeit
Seyfert-Galaxie
Singularität
skalares Boson
SNR
Soft Gamma-Ray Repeater
Sonne
Spektraltyp
Spezialität
Spezielle Relativitätstheorie
Spin
Spin-Netzwerk
Spinschaum
Spin-Statistik-Theorem
Spintessenz
s-Prozess
Standardkerzen
Standardmodell
Standardscheibe
Starke Wechselwirkung
Statisches Universum
Staubtorus
Stefan-Boltzmann- Gesetz
stellare Schwarze Löcher
Stern
Sternentstehung
Strange Star
Stringtheorien
Subraum
Supergravitation
supermassereiche Schwarze Löcher
Supernova
Supernovaremnant
Superstringtheorie
Supersymmetrie
Symbiotische Sterne
Symmetrie
Symmetriebrechung
Symmetriegruppe
Synchrotron
Synchrotronstrahlung
Synchrozyklotron
T
Tachyon
Tagbogen
Tardyon
Teilchen
Teilchenbeschleuniger
Tensorboson
Tensoren
Tetraden
Tetraquark
TeVeS
Thermodynamik
thermonukleare Fusion
Tiefenfeldbeobachtung
Tierkreis
TNO
Topologie
topologische Defekte
Torsionstensor
Trägheit
transient
Transit
Triple-Alpha-Prozess
T Tauri Stern
Tunneleffekt
U
ULIRG
ULX
Unifikation
Unitarität
Universum
Unruh-Effekt
Urknall
V
Vakuum
Vakuumstern
Vektorboson
Velapulsar
Veränderliche
Vereinheitlichung
Viele-Welten- Theorie
VLA
VLBI
VLT
VLTI
Voids
VSOP
W
Walker-Penrose- Theorem
Weakonen
Weinberg-Winkel
Weiße Löcher
Weißer Zwerg
Wellenfunktion
Weylsches Postulat
Weyl-Tensor
Wheeler-DeWitt- Gleichung
Wiensche Strahlungsformel
Wilson-Loop
WIMP
Wolf-Rayet-Stern
w-Parameter
Wurmlöcher
X
X-Bosonen
X-Kraft
X-ray burster
Y
Y-Bosonen
Yerkes- Leuchtkraftklassen
YSO
Yukawa-Potential
Z
ZAMO
Zeit
Zeitdilatation
Zodiakallicht
Zustandsgleichung
Zustandsgröße
Zwerge
Zwergplanet
Zwillingsparadoxon
Zyklisches Universum
Zyklotron