Diagnostik von P Cygni Profilen

In diesem Kapitel wollen wir nun klären, was man tatsächlich aus den P Cygni Profilen über die Bedingungen im Wind lernen kann. Aus dem im vorhergehenden Abschnitt dargestellten Bildungsmechanismus ergeben sich dabei im wesentlichen drei Möglichkeiten:

• Bestimmung der Endgeschwindigkeit: Falls überall im Wind genügend absorbierende Ionen vorhanden sind, läßt sich durch simples Vermessen der ``blauen'' Kante die Endgeschwindigkeit bestimmen. Man muß (im Prinzip) nur die Frequenz des Einbruchs im Kontinuum auf der linken Seite messen und die Verknüpfung zwischen Frequenzverschiebung und Geschwindigkeit kennen. Diese ist durch die einfache Dopplerformel

  $$v_m/c = \Delta \nu / \nu$$

  gegeben, wobei

  $\Delta \nu = \nu_m - \nu$ = Frequenz der blauen Kante - Frequenz des absorbierten Photons

  ist und sich die Frequenz des absorbierten Photons aus der Energiedifferenz des angeregten und des Ausgangszustandes des Elektrons berechnen läßt. (Welche Näherung geht hier ein?) In diesem Praktikumsversuch werden Sie mit der entsprechenden Meßtechnik (und ihrer Problematik) eingehend vertraut gemacht.

• Bestimmung der Ionendichten: Falls das beobachtete Profil über die gesamte Breite nicht die Null-Linie erreicht (man spricht dann von nicht gesättigten Profilen), läßt sich aus einem Vergleich zwischen theoretisch berechneten und beobachteten Profilen der Dichteverlauf der absorbierenden und emittierenden Ionen bestimmen. Man muß dann ``nur'' im theoretischen Profil die Ionendichte so lange variieren, bis dieses mit dem beo[Cbachteten Profil übereinstimmt. Auf diese Weise kann man unter günstigen Umständen die Massenverlustrate oder die Elementhäufigkeit der beitragenden Ionen bestimmen! Auch diese Methode wird im Versuch angewendet.
• Bestimung der Form des Geschwindigkeitsfeldes: Vor allem dann, wenn das beobachtete Profil gesättigt ist, d.h. im Bereich der blauen Kante auf ``Null'' geht, läßt sich durch Variation der Form des Geschwindigkeitsfeldes in den theoretischen Profilen und Abgleich (= ``Fit'') mit der Beobachtung diese Form bestimmen. Unterschiedliche Geschwindigkeitsfelder (z.B. steil oder flach) führen nämlich zu unterschiedlichen Flächen gleicher Geschwindigkeit (s.o.) und verändern damit die Form des Emissionsanteils und dadurch die Gesamtform des P Cygni Profiles! Die dadurch resultierenden Ergebnisse sind meistens leider in hohem Maße mehrdeutig (Warum?), und wir werden im Praktikum noch eine andere, bessere Methodik der Geschwindigkeitsfeld-Diagnostik ($\rightarrow$ H$_{\rm \alpha}$-Profile) kennenlernen.