Spektrum des spektroskopischen Doppelsterns SS Leporis

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Ehemaliges Mitglied

SS Leporis ist ein spektroskopischer Doppelstern, dessen Einzelsterne (ein A1 V Hauptreihenstern und ein M6 III roter Riese) auch mit niedrig auflösender Spektroskopie erkannt werden können. Das symbiotische Doppelsternsystem wurde 2022 mit dem Very Large Telescope Interferometer (VLTI) auch optisch aufgelöst:

https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2011/12/aa18036-11/aa18036-11.html

Der rote Riese füllt nicht ganz die Roche'sche Fläche aus, sodass der Massentransfer wahrscheinlich über den Sternenwind erfolgt. Man sieht sehr schön das daraus resultierende P-Cygni-Profil der Halpha-Linie im Spektrum sowie die intensiven Linien des ionisierten Eisens in der Hülle des A-Sterns. Das spaltlos aufgenommene Spektrum stimmt gut mit einem LISA-Spektrum aus der BAA-Datenbank überein: SS Leporis (Shelyak LISA)


Folie1.JPG


Die Anwesenheit des roten Riesen kann insbesondere im roten Spektralbereich gut durch die Bandenköpfe der TiO-Banden belegt werden, die dem Verlauf des Kontinuums ein ungewöhnliches Aussehen geben. Man sieht durch Einblenden der A2 V- und M6 III-Standardspektren sehr gut, wie sich das Spektrum von SS Leporis additiv aus den Spektren der Einzelsterne und den " Fe II shell lines"ergibt:

Folie2.JPG


Eines der interessantesten Objekte für sie spaltlose Spektroskopie, wie ich finde.

Beste Grüsse

Matthias
 
Hallo Matthias,

wieder mal ein sehr schön dargestelltes Objekt von dir!
Hast du das H-Alpha-Profil auch schon mal versucht auszumessen? Aufgrund der deutlichen Asymmetrie aus Emissions- und Absorptionslinie, könnte man ja diese auch recht schön modellieren. Wenn man die aufgenommenen Spektren aus der AAVSO-Datenbank so anschaut, hat es den Anschein, dass es v.a. von 2019 bis 2021 Variationen der H-Alpha-Linie (und auch der FeII-Linienstärken) gibt. Oder Liegt das eher an den unterschiedlichen Aufnahmequalitäten.

Liebe Grüße,
Florian
 
Hallo Florian,

Hast du das H-Alpha-Profil auch schon mal versucht auszumessen? Aufgrund der deutlichen Asymmetrie aus Emissions- und Absorptionslinie, könnte man ja diese auch recht schön modellieren. Wenn man die aufgenommenen Spektren aus der AAVSO-Datenbank so anschaut, hat es den Anschein, dass es v.a. von 2019 bis 2021 Variationen der H-Alpha-Linie (und auch der FeII-Linienstärken) gibt. Oder Liegt das eher an den unterschiedlichen Aufnahmequalitäten.

Die Variationen der H alpha-Linie und der Fe II shell lines sind tatsächlich real und wurden schon 1932 und 1966 von Struve bzw. von Cowley als "outbursts" interpretiert https://adsabs.harvard.edu/full/1995AJ....109..326W. Da jetzt die Bahnelemente des Doppelsternsystems gut bekannt sind, wäre es wie von Dir vorgeschlagen wirklich ein schönes Projekt, die Entwicklung des H alpha-Profils bei unterschiedlichen Stellungen der Einzelsterne zu untersuchen. Leider steht SS Leporis an meinem Beobachtungsort sehr tief und kommt nur für eine kurze Beobachtungszeit über die Dächer der Nachbarschaft (um dann auch noch im Lichtkegel einer Straßenlaterne zu stehen):

sslep.jpg


Bei Dir in Süddeutschland sind die Bedingungen wahrscheinlich besser. Mit Deinem optimalen SA-100 setup sollte das auch gut funktionieren. Versuch's mal!

Beste Grüsse

Matthias
 
Hallo Matthias,

Ich finde es immer wieder faszinierend, was man mit mit unseren einfachen Amateur Instrumentarium erreichen kann. Wieder mal ein tolles Spektrum und auch eine super Erklärung von Dir!

Besonders der Vergleich mit dem LISA Spektrum ist interessant. Auf der linken Seite hast Du mehr Signal und besseres S/N bei den Absorptionslinien als LISA...

Vielen Dank und viele Grüße,

Günther
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Matthias,

Steht schon auf der ToDo-Liste:-) Der Hase hoppelt schon "ein paar Grad" über dem Horizont und wäre vom Garten aus gut machbar, wenn aktuell nicht ständig diese Dunstschicht bei uns im Tal hängt. Und diese zieht horizontnah ganz schön die Auflösung runter. Ich versuche schon seit Tagen ein "vorzeigbares" Spektrum von Sirius, der sich ja in unmittelbarer Nachbarschaft von SS Lep befindet, aufzunehmen - vergeblich.

Liebe Grüße,
Florian
 
Da das Forum "Spektroskopie" unter der Überschrift "Etwas mehr Theorie" einsortiert ist, hier als Nachtrag zum Spektrum von SS Leporis noch ein interessanter Aspekt zur Quantenchemie der Elektronenübergänge des einfach ionisierten Eisens Fe II. Falls im Forum auch einige Experten in Theoretischer Chemie oder Quantenphysik unterwegs sind: Schaut einmal kritisch über meine Zusammenfassung. Ich habe versucht, den Sachverhalt ohne die explizite Formulierung von CI Wellenfunktionen und Konfigurationszustandsfunktionen darzustellen:

Die intensivsten Linien von Fe II im Spektrum von SS Leporis sind dem Multiplet 42 zuzuordnen (a6S --> z6Po). Geht man von einem LS-Kopplungsschema aus, so sollte der Übergang eigentlich eine Oszillatorstärke von null besitzen, da es sich um einen 2-Elektronenübergang handelt. Die einzelnen Übergänge des Multiplets 42 findet man in der NIST Datenbank . Erst die vereinfachte Darstellung der Elektronenkonfigurationen illustriert anschaulich den eigentlich verbotenen 2- Elektronenübergang:


Folie3.JPG


Warum die Oszillatorstärke nicht null beträgt und der Übergang die 3 intensiven Linien erzeugt, ist auf das Phänomen der Konfigurationswechselwirkung zurückzuführen (configuration interaction CI): https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2014/01/aa22751-13/aa22751-13.html
CI.jpg


Nur durch das "Mischen" von unterschiedlichen Konfigurationszustandsfunktionen (configuration state functions CSF) erreicht man eine gegenüber der Hartree/Fock-Näherung verbesserte Beschreibung der Wellenfunktionen. Die prozentualen Anteile der CSF-Wellenfunktionen lassen sich ebenfalls aus der NIST-Datenbank abrufen (sie sind in der Tabelle als Leading percentages angegeben):

Folie4.JPG

Eine vereinfachte Darstellung der an der Wechselwirkung beteiligten Konfigurationen illustriert sehr schön die nun erlaubten Dipol-Wechselwirkungen, die zu einer von null verschiedenen Oszillatorstärke für das Multiplet 42 führen:

Folie5.JPG


Sveneric Johansson schreibt daher zum Fe II-Spektrum:

"As a zero-order approximation the LS selection rules are applied to predict the allowed transitions between low configurations. The violations of these rules are so numerous in Fe II that the LS concept may in most cases be considered as a level designation rather than a physical description of the state."

Beste Grüsse

Matthias
 
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