A method for modelling the surface of irregular celestial bodies

Die Funktion R9 der Oberfläche von unregelmäßigen Himmelskörpern (kleine Monde wie Phobos und Deimos, Kometenkerne oder kleine Asteroiden) wird nach Kugelfunktionen entwickelt. Es wird eine Methode angegeben, nach der die Entwicklungskoeffizienten durch Vergleich der berechneten Konturen mit den Konturen bestimmt werden, die aus einer Folge von Abbildungen des Körpers gewonnen wurden. Bei gegebenen Entwicklungskoeffizienten kann diese Methode für Orientierungssysteme von Raumschiffen beim Anflug auf den Himmelskörper verwendet werden. Weiterhin können physikalische Größen, wie das Volumen, die Schwerpunktskoordinaten, Trägheitsmomente und Gravitationsfeld analytisch berechnet werden. Unter der Voraussetzung, daß das Gravitationspotential experimentell bestimmt werden kann, wird eine Methode zur Berechnung des radialen Dichteprofiles des Körpers beschrieben.     

Pyroxene glasses — candidates for the interstellar silicate dust component

Experimentelle Arbeiten, die von der Universitäts-Sternwarte Jena in Zusammenarbeit mit chemischen Institutionen durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß Pyroxengläser vielversprechende Kandidaten zur Identifizierung von Silikatstaubteilchen in der Umgebung sehr junger Objekte in Molekülwolken, z. B. BN-Objekten und T-Tauri-Sternen, sind. Die Wichtigkeit dieser Experimente besteht darin, daß sie die zur Modellierung der Quellen benötigren optischen Daten liefern und daß sie es ermöglichen, die mineralogische Beschaffenheit des Teilchenmaterials zu verstehen. In dieser Arbeit werden die Schritle, die in der jüngsten Zeit von der Jenaer Staubarbeitsgruppe in beide Richtungen unternommen wurden, beschrieben.     

Note on the orbit of the magnetic star 53 Cam

Ausgehend von den bekannten spektroskopischen Bahnelementen von 53 Cam wurden die Positionen des Begleiters für die Zeiten der Speckle-Beobachtungen berechnet und mit den beobachteten Positionen verglichen. Bei Berücksichtigung der Doppeldeutigkeit in der Speckle-Interferometrie lassen sich die Beobachtungen mäßig gut darstellen bei einer Neigung von näherungsweise 45° zwischen Bahn- und Tangentialebene.     

Properties of circumstellar silicate dust (Review)

Es wird eine Übersicht über den gegenwärtigen Stand des Wissens über die Eigenschaften des zirkumstellaren Silikatstaubes gegeben. Nach der Darstellung der Entdeckungsgeschichte werden die Objekte zusammengestellt, in deren Spektren Silikatbanden beobachtet werden. Der Zusam-menhang zwischen den optischen Eigenschaften der Silikatteilchen und der Struktur der zirkumstellaren Hüllen bei der Bestimmung der ausgesandten Infrarotstrahlung wird analysiert, und alle wichtigeren Untersuchungen von Staubhüllen mit Silikatteilchen werden zusammengetragen. Wir diskutieren die optischen Eigenschaften des zirkumstellaren Silikatstaubes, wobei die amorphe Struktur besonders betont wird. Abschließend wird auf die Bedeutung von Feinstrukturen innerhalb der 10-μm-Bande, die bei verschiedenen Objekten beobachtet wurden, eingegangen.     

Pumping cycles of cosmic masers: sense and methods of investigation

In der vorliegenden Arbeit werden die Grundsätze einer Ermittlung und Analyse der Wege des Populationstransports zwischen den Energieniveaus von Quantensystemen dargestellt. Unter Benutzung von Monte-Carlo-Rechnungen wird gezeigt, daß die Zyklenzahl des Pumpens von kosmischen Masern sehr groß sein kann. So sind z. B. etwa 2 ± 10¹³ Zyklen notwendig, um 75% des Populationstransports zwischen den Maserniveaus 6₁₆ - 5₂₃ von H₂O in einem Zwei-Temperatur-Gas zu erklaUren. Zur Bestimmung des thermodynamischen Typs des Pumpmechanismus wird vorgeschlagen, den Grad der Beteiligung verschiedener Zyklenarten im allgemeinen Populationsaustausch zwischen den Maserniveaus zu verwenden. Die Art des Zyklus wird durch die Natur der resultierenden Populationsübertragung in ihren steigenden (Energiequellen) und fallenden (Energiesenken) Übergängen bestimmt. Die Natur des Übergangs ist dann gegeben, wenn die resultierende Energieübertragung durch einen bestimmten Prozeß die aller anderen wesentlich übersteigt. Die Kenntnis über die Beteiligung einzelner Niveaus und Übergänge erlaubt es, die Vollständigkeit der Niveaus und Übergänge, die bei den kinetischen Untersuchungen berücksichtigt wurden, festzustellen.     

Photometric and Spectroscopic Study of the Variable Star ET And

The short-periodic spectroscopic and photometric variations and the frequency ratio of 1:2 suggest the existence of a triple system for ET And, though some serious difficulties continue to exist in explaining all observational facts. Assuming a triple, the observable star is the primary of a very close, ellipsoidal binary system. Under this assumption the star cannot be a main-sequence B9 star as usually assumed. It should be a star located in the domain of the horizontal branch stars in the HR diagram possessing a thin and expanding envelope. Spektroskopische und photometrische Beobachtungen des variablen Sterns ET And wurden in den Jahren 1981/82 ausgeführt. Zusätzlich zu der bekannten periodischen Variation der Radialgeschwindigkeit von 48.308 Tagen, hervorgerufen durch einen Begleiter und der wahrscheinlich von der Rotation des Sterns herrührenden photometrischen Periode von 1.61883 Tagen, existieren weitere periodische Variationen. So variieren die Radialgeschwindigkeiten mit einer Periode von 0.1989 Tagen und die photometrischen Werte mit der Hälfte dieses Wertes, d. h. mit 0.0994 Tagen. Die Minima der Helligkeit koinzidieren mit den Extrema der Radialgeschwindigkeiten. Die Radialgeschwindigkeitskurve weicht etwas von der Harmonischen ab; die Werte steigen rascher an, als sie abfallen. Das gleiche Verhalten liegt auch für den entsprechenden Teil der Lichtkurve vor. Die kurzperiodischen spektroskopischen und photometrischen Variationen und das Frequenzverhältnis 1:2 legen die Existenz eines Dreifachsystems für ET And nahe, obwohl für die Erklärung aller Beobachtungswerte einige ernste Schwierigkeiten fortbestehen. Vorausgesetzt der Stern sei ein Dreifachsystem, dann ist der beobachtete Stern die Hauptkomponente eines sehr engen ellipsoidalen Systems und kann nicht ein Hauptsequenz-B9-Stern sein, wie allgemein angenommen wird. Vermutlich handelt es sich bei ET And um einen Vertreter der Gruppe der Horizontalsterne im HR-Diagramm, welcher noch eine dünne, expandierende Hülle besitzt.     

Error Analysis for the Astrometric Determination of Absolute Proper Motions by means of a Monte Carlo Simulation

Bei der Ermittlung von Positionen und Eigenbewegungen von Himmelsobjekten wurden bisher nur Korrektionen instrumenteller und atmosphärischer Fehler durchgeführt. Meßfehler als zufällige Fehler wurden nicht berücksichtigt. Deshalb wurde eine Monte-Carlo-Simulation der Fortpflanzung dieser zufälligen Fehler bei der Berechnung der sog. mittleren Meßkoordinaten und der Eigenbewegungen vorgenommen. Als markante Größe wurde die jeweilige Standardabweichung geschäzt und ihre Abhängigkeit von auftretenden Parametern studiert. Bei dieser Methode sin die wahren Werte der betrachteten Größen bekannt (simulativ erzeugt), so daß die Fehler der berechneten Größen direkt bestimmt werden können. Es werden Rückschlüsse auf die Genauigkeit einer Einzelmessung vorgenommen.     

Search for nonpotential features in the magnetic field of the solar active region SD 135 on 1984 June 4

Wir untersuchten die Struktur des Magnetfeldes in der relativ kleinen und einfachen solaren aktiven Region SD 135/1984 in der frühen, relativ ruhigen Phase am 24. Juni. Für diese Arbeit nutzten wir die Daten des Vektormagnetografen des SibIZMIR und Resultate von Modellrechnungen in der stromfreien Näherung. Wir haben das gemessene Magnetfeld mit dem Transversal-Feld der Modellrechnung verglichen. Wir konnten keinen signifikanten Nonpotential-Effekt größer als im Niveau der Sensitivität des Transversal-Magnetfeldes B_T 200 G finden. Wir schluß-folgern daher, daß die globale Magnetfeldstruktur in der untersuchten solaren aktiven Region nahezu eine Potentialstruktur besaß. Die Effekte der Entwicklung der aktiven Region auf die Magnetfeldstruktur scheinen vernachlässigbar zu sein.     

Molecular maser radio emission in the environment of young stellar objects (Review)

Es wird ein kurzer Überblick über die Eigenschaften von Molekülmasern in Sternentstehungsgebieten gegeben. Verschiedene Typen von Quellen, ihre Struktur und Veränderlichkeit werden diskutiert. Eine Erklärung der mit einer Zeitskala von einigen Tagen veränderlichen H₂O-Maser in der Cep-A-Maserquelle innerhalb des Modells der Energiediffusion in einer Maserwolke ist schwierig. Es wird deshalb eine andere Möglichkeit vorgeschlagen und analysiert. Ein H₂O-Maserausbruch kommt möglicherweise durch die Verstärkung eines starken nichtthermischen Radioaus-bruchs von einem magnetisch aktiven Zentralstern (z. B. einem T Tauri-Stern) durch einen anfangs ungesättigten H₂O-Maser zustande. Ein Beobachtungstest wird vorgeschlagen.     

Absolute Eigenbewegungen ausgewählter blauer Objekte in der Nähe des galaktischen Nordpols

Es werden absolute Eigenbewegungen von 74 blauen Objekten der Größenklassen 16_μ^m5 bis 19_μ^m5 und von weiteren 28 schwachen Sternen (17_μ^m5) in der Nähe des galaktischen Nordpols angegeben. Die absoluten Eigenbewegungen wurden in Bezug auf 45 Referenzgalaxien als Mittel aus 5 im B-System aufgenommenen Tautenburger Schmidt-Platten bestimmt. Die mittleren Fehler der Eigenbewegung für einen Stern betragen m̄ = 0_˝″0058 und m̄ = 0_˝″0069. Für ein blaues Objekt mit einer B-Helligkeit zwischen 17_m̄^m0 und 18_m̄^m0 erreichen diese Fehler die Werte m̄ = 0_˝″0059 und m̄ = 0_˝″0051, und sie vergrößern sich mit Abnahme der Helligkeit. Für 16 der untersuchten blauen Objekte konnte mit einer Wahrscheinlichkeit von 0.99 die Existenz von Eigenbewegungen nachgewiesen werden. The absolute proper motions of 74 blue objects (from 16_m̄^m5 up to 19_m̄^m5) and 28 additional faint stars (17_m̄^m5) near the galactic north pole are presented. They were derived with reference to 45 galaxies as the mean value from 5 plates taken in the B-system with the Tautenburg Schmidt telescope. The mean errors of the proper motion of a star are equal to m̄ = 0_˝″0058 and m̄ = 0_˝″0069. The errors of a blue object with a B-magnitude between 17_m̄^m0 and 18_m̄^m0 are m̄ = 0_˝″0059 and m̄ = 0_˝″0051 and increase with decreasing brightness. For 16 of the investigated blue objects it was possible to show that proper motions exist with a probability of 0.99.     

Analysis and results of cooperative magnetographic measurements III. Vertical gradients of the magnetic field in the sunspot photosphere

We compare vertical gradients of sunspot magnetic fields which were derived for the first time from nearly simultaneous vector magnetograms. The measurements were obtained in the photospheric lines Fe I 5250 and Fe I 5253 by the vector magnetographs of the Sayan-Observatory (Irkutsk) and the Solar Observatory “Einsteinturm”. The gradients derived from the different measurements show a good correspondence with respect to the numerical values as well as to the morphological structure of the distributions in the magnetograph's field of view. In the umbral region of the spot the vertical gradients amount to about 0.32 Gkm^-1 indicating that the umbral field can extend with strong field strengths into chromosphere and corona. A circle-like area with opposite sign to the umbral gradient was found on the boundary between penumbra and surrounding photosphere. The physical significance of this area should be the goal of further observations and interpretations. Wir vergleichen Vertikalgradienten des Magnetfeldes von Sonnenflecken, die erstmals aus fast simultan aufgenommenen Vektormagnetogrammen abgeleitet wurden. Die Messungen erfolgten unter Verwendung der photosphärischen Linien Fe I 5250 Å und Fe I 5253 Å mit den Vektormagnetografen des Sayan-Observatoriums (Irkutsk) und des Sonnenobservatoriums “Einsteinturm”. Die aus den verschiedenen Messungen ermittelten Gradienten zeigen sowohl hinsichtlich der numerischen Werte als auch bezüglich der morphologischen Struktur ihrer Verteilung im Bildfeld der Magnetografen eine gute Übereinstimmung. Im Kern des Flecks erreicht der Vertikalgradient 0,32 g kin^-1. Das weist darauf hin, daß sich das umbrale Feld mit hoher Feldstärke bis in die Chromosphäre und Korona erstrecken kann. Ein kreisförmiges Gebiet mit entgegengesetztem Vorzeichen zum umbralen Gradienten ist an der Grenze zwischen Penumbra und umgebender Photosphäre zu finden. Die physikalische Bedeutung dieses Gebietes soll durch weitere Beobachtungen und Auswertungen geklärt werden.     

An apparent highly sheared magnetic field structure generated by a subphotospheric current system

Unter Ausnutzung von Potsdamer Vektormagnetogrammen und einem Kraftfrei-Modell haben wir die Magnetfeldstruktur der aktiven Region BBR 18474 des 15.Juli und 16. Juli 1982 untersucht. Durch den Vergleich der Azimute des Stromfrei-Modell-Magnetfeldes in dem Zentralteil dieser aktiven Region mit den aus den Beobachtungen bestimmten Azimutwerten finden wir eine gute qualitative Übereinstimmung. Zusätzliche frühere Resultate haben gezeigt, daß die Erscheinung der stark gescherten Magnetfeldstruktur in der Nähe der Neutrallinie im Zentralteil dieser aktiven Region ein Pseudoeffekt sein kann, der durch ein subphotosphärisches Stromsystem erzeugt wird.     

Rapidly rotating α2-dynamo models

Es werden die Ergebnisse numerischer Untersuchungen von α²-Dynamo-Modellen vorgestellt, welche sich auf einen α-Tensor der Gestalt (δ_im + α₃Ω_iΩ_m/Ω²). ( gΩ ) beziehen. Dieser Tensor liefert für α₃ = – 1 den für sehr schnelle Rotation, ω >_c, gültigen Ausdruck, wobei wir aber die zum Vergleich heranzuziehenden Frequenzen ω_c der α-aktiven Turbulenz für die einzelen Himmelskörper nicht kennen. Unsere Ergebnisse weisen der nichtaxial-aber äquatorsymmetrischen S1-Mode, für die ein in der Äquatorebene liegender magnetischer Dipol ein Beispiel darstellt, eine besondere Bedeutung zu, weil sich der zugehörige Eigenwert für α₃ = o … – 1 kaum ändert, während die Eigenwerte der anderen Doden stark anwachsen. Bei Einbeziehung der (auch beobachteten) nichtaxialsymmetrischen Moden findet man daher keine bedeutsamen Unterschiede in der Fähigkeit zur Dynamoerregung zwischen langsam und schnell rotierenden Sternen. Bemerkenswerterweise zeigen alle untersuchten nichtaxialsymmetrischen Magnetfelder ein westwärts gerichtete Driftbewegung.     

An interpretation of the variations of the magnetic core-mantle coupling torques and the core drift rate

The influence of recently computed axial magnetic core-mantle coupling torques on the Earth's rotation was investigated. These torques derived from poloidal geomagnetic field within the mantle and at the core-mantle boundary are retarding torques. An accelerating torque due to the action of unknown parts of the core field was estimated by inverse solution of the equation of the mantle rotation for the periodic variations of the quantities of the magnetic field and the length of day. The variations of the drift rate of the Earth's core were compared with those of the mantle rotation velocity for a force-free Earth. The time constants of the coupling process were estimated and discussed in connection with the magnetic coupling of the mantle with an upper core layer. Der Einfluß kürzlich berechneter axialer Kern-Mantel-Kopplungsmomente auf die Erdrotation wurde untersucht. Diese Lorentz-Drehmomente, abgeleitet vom poloidalen geomagnetischen Feld im Mantel und an der Kern-Mantel-Grenze, sind retardierende Momente. Ein beschleunigendes Drehmoment, das der Wirkung unbekannter Feldanteile zugeordnet wird, wurde durch inverse Lösung der Mantelrotationsgleichung für die periodischen Variationen der Magnetfeldgrößen und der Tageslänge abgeschätzt. Die Variationen der Kerndriftgeschwindigkeit wurden mit denen der Mantelrotationsgeschwindigkeit für eine kräftefreie Erde verglichen. Die Zeitkonstanten des Kopplungsprozesses wurden ermittelt und im Zusammenhang mit der magnetischen Kopplung des Mantels mit einer oberen Kernschicht diskutiert.     

On the Behaviour of Test Matter in the Neighbourhood of Caustics of Homogeneous Cosmological Models

Für die BIANCHI -Typen I, V, VII_O, VIII und IX wird unter Benutzung potenzartiger Asymptoten für die Metrik die geodätische Fokussierung von skalarer Testmaterie in der Umgebung der kaustischen Singularität dieser Modelle feldtheoretisch behandelt. Man findet in allen BIANCHI -Typen eine Brennpunktsbeugung vor. Das Beugungsfeld wird von Auslöschungsflächen bzw. Auslöschungslinien begrenzt. Die dadurch definierte Form und das Intensitätsverhalten des Beugungsfeldes hängt von der Struktur der Gravitationslinse ab.     

An Unusual Group of Low Surface Brightness Galaxies in the Region 1046 + 65

Eine Gruppe von 11 Galaxien mit einer Flächenhelligkeit von etwa 26 mag/□” wurde in Richtung der M81-Gruppe entdeckt. Unter der Annahme gleicher Entfernung wie die M81-Gruppe stimmen ihre linearen Durchmesser (2–3 kpc) und ihre absoluten Helligkeiten (M_B = -11^m bis -12^m mit den Parametern der Zwerggalaxien der Lokalen Gruppe überein. Annahmen über die Stabilität der Zwerggruppe gegenüber M81 erlauben eine Abschätzung ihrer Gesamtmasse zu ℜ ≳ 1 · 10⁸ M ⊙ und ihres Masse-Leuchtkraftverhältnisses ℜ/L ≳ 1.2 (in Sonneneinheiten).     

Nonlinear dynamo effects for an inhomogeneously turbulent rotating fluid

Im Rahmen der Magnetohydrodynamik der mittleren Felder werden die turbulenzbedingte elektromotorische Kraft und der turbulenzbedingte Spannungstensor für eine leitende Flüssigkeit mit inhomogener Turbulenz auf einem rotierenden Körper berechnet. Dabei wird der Einflu$sZ des Magnetfeldes auf der Turbulenz berücksichtigt. So erscheinen nichtlineare Effekte bei den Vorgängen, die für das Vorhandensein von Magnetfeld und differentieller Rotation verantwortlich sind; die dafür ma$sZgebenden Koeffizienten sind Funktionen des Magnetfeldes. Die Nichtlinearitäten werden bis zur zweiten Ordnung im mittleren Magnetfeld (d. h. als schwache Nichtlinearitäten) erfa$sZt. Der $aL-Effekt beim $aL$OM-Dynamo erleidet sowohl bei langsamer als auch bei rascher Rotation eine Schwächung durch das Magnetfeld. Es werden einige astrophysikalische Anwendungen der Ergebnisse erörtert. Insbesondere wird auf die Möglichkeit hingewiesen, da$sZ die bei der Sonne beobachteten Torsionsschwingungen als Folge des im Aktivitätszyklus schwankenden magnetischen Einflusses auf den für die differentielle Rotation ma$sZgebenden A-Effekt erscheinen.     

Influence of rotational darkening on ultraviolet interstellar extinction

Der Einfluß der Rotationsverdunklung schnell rotierender Sterne wird einer Neudiskussion unterzogen. Dafür werden filterphotometrische Helligkeiten vom Satelliten ANS herangezogen. Von schwach verfärbten B Sternen (E(B - V) 0.1 mag) wurden die Helligkeiten vom Einfluß der interstellaren Extinktion befreit. Die Verleilung der Sterne im Rotationsgeschwindigkeits-Farbenindex-Diagramm weist eine Streuung auf, die den Betrag der photometrischen Fehler übersteigt. Die Lage der Sterne im Rotationsgeschwindigkeits-Farbenindex-Diagramm befindet sich in qualitativer Übereinstimmung mit entsprechenden theoretischen Resultaten. Bei der Diskussion von individuell abweichenden Verläufen der interstellaren Extinktion vom durchschnittlichen Extinktionsgesetz sollte der Einfluß der Rotationsverdunklung als eine mögliche Quelle für die Abweichungen in Betracht gezogen und geprüft werden.     

On the periodical structures in populations of galaxies and of clusters of galaxies

Analysing the distribution of the redshift of clusters of galaxies, obtained from the catalogue of SCHMIDT (1986), two already known periodical structures were confirmed and both periods were extended by a number of periods — approximately by two times (We elucidated 5 new periods in the first structure and 4 in the second.). The statistical significance of these structures was estimated to 0.01 in the first case and to 0.02 in the second one. Particularly, the second structure may be the largest known object in the Universe (about 900 Mpc at H = 75 km s^-1 Mpc^-1). These results agree with the predictions of the axion-dominated early Universe. In addition, we discovered periodical structures of an another type — in luminosity functions of galaxies, which are members of rich clusters. Bei der Analyse des Katalogs von SCHMIDT (1986) wurden zwei periodische Strukturen in den Verteilungen der Rotverschiebungen von Galaxienhaufen festgestellt. In den beiden Strukturen wurden 5 bzw. 4 neue Perioden beobachtet, weshalb sich die Periodenzahl in jeder der beiden Strukturen etwa verdoppelt hat. Die statistische Signifikanzen dieser Strukturen wurden zu 0.01 und 0.02 abgeschätzt. Möglicherweise entspricht die zweite Struktur dem größten bekannten Objekt des Weltalls (etwa 900 Mpc bei H = 75 km s^-1 Mpc^-1). Diese Resultate stützen die Theorie eines axiondominierten frühen Universums. Außerdem wurden weitere periodische Strukturen in der Leuchtkraftfunktion von Galaxien aus reichen Galaxien-haufen entdeckt.     

Equilibrium flavor dynamics during the cosmic confinement transition

In einem thermodynamischen Modell wird die Flavor-Zusammensetzung der stark wechselwirkenden Materie während des kosmischen Confinement-Übergangs behandelt. Thermisches, mechanisches und chemisches Gleichgewicht vorausgesetzt, kann der Anteil von strange-Teilchen analysiert werden. Aufgrund des Gleichgewichts in Hinblick auf ΔS = 0 und ΔS = 1 schwache Wechselwirkungen hängen die verschiedenen Flavor-Anteile stark von dem wenig bekannten Leptonenüberschuß ab. Im Falle einer Leptonendichte (Antileptonendichte) in der Größenordnung der Baryonendichte wird der Anteil der strange-Quarks unterdrückt (hoch). In der Hadronenphase tragen die strange-Baryonen bis zu 50% des Baryonenüberschusses.