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Ein Versuch zur Erklarung der Neuen Sterne durch radioaktive Prozesse. Von H Kaysw. Prof. Kilstncr und Dr. Giebclcr haben in den A. N. 4582

mitgeteilt, daO in dem Spektrum der Nova Geminorum 2

nach Aufnahmen der Bonner Sternwarte nicht nur die breiter Ernissionsblnder fiir die Wasserstoffserie und einige anderr Linien gefunden sind. die fur das Spektrum aller Novae sc charakteristisch sind, sondern , auch eine groDe Anzahl sehi feiner scharfer Absorptionslinien.

Eine Vergleichung mit Wellenl2ngentabellen1 die ich fiir Band VI meines Handbuches der Spektroskopie ausge arbeitet habe, legte die Vermutung nahe, da5 mehrere Linien solchen des Ra entsprechen. Eine genauere Vergleichung zeigte, dat3 a l l e bekannten Ra-Linien in dem betreffenden Teil des Spektrums sehr nahe bei Linien liegen, welche Herr GicbcZer in der Nova gemessen hat. Damit sind 15 von den 80 Linien Giebelen vielleicht erkliirt; die Wahr- scheinlichkeit, dat3 es sich um zufallige Koinzidenzen handle, ist auflerordentlich klein.

Die Bedeutung dieser Koinzidenzen konnte wesentlich vergro5ert werden, wenn es gelang, auch die Anwesenheit der Mutter- und Tochter-Substanz des Ra in der Nova nach- zuweisen, und so schlug ich einen Vergleich mit Uran und Emanation vor. Meine Tabelle, welche nur die starkeren Linien der Elemente enthalt, ergab, daO in dem betreffenden Stuck des Spektrums 6 stiirkere Linien des U liegen; davon sind 4 angenahert in der Nova gemessen, eine funfte, die auch im Stem vorhanden ist, f2llt sehr nahe neben eine He- Linie und wird besser dem He zugerechnet. Die Emanation ist durch 10 Linien vertreten; 6 von ihnen konnte man als im Stem repraentiert betrachten. Die entsprechenden Listen hat Dr. Giebckr schon veroffentlicht.

Es scheint mir danach sehr wahrscheinlich, daO in der Nova U, Ra, Em, He vorhanden sind, und damit w b e zum ersten Male der Nachweis radioaktiver Substanzen im Weltraum in gro5ern MaDstabe erbracht. (Da5 Meteore, namentlich die an Si reichen, radioaktiv sind, war freilich schon bekannt.) Diese Tatsache allein ist interessant und wichtig. Allein mir scheint, man diirfe sich nicht damit begniigen, sondern miisse untersuchen, ob nicht ein Zusammenhang zwischen der Er- scheinung Neuer Sterne und der Anwesenheit radioaktiver Substanzen bestehe, ob man nicht wenigstens einige der ratselhaften Erscheinungen an Neuen Sternen durch radio- aktive Prozesse erklaren konne. Ich glaube, da5 das in der Tat moglich ist, und will in den folgenden. Zeilen einen solchen Versuch machen.

Am auffallendsten in den Spektren der Novae sind die breiten BLnder, die an der Stelle der Wasserstofflinien liegen. Die Intensittitsverteilung in ihnen ist in vielen Publikationen durch Kurven dargestellt worden. Wer jemals Originalauf- nahmen gesehen hat, und viele sind veroffentlicht, wird mir darin Recht geben, daD die Zeichnung solcher Kurven un- gemein schwierig ist und der subjektiven Auffassung sehr gro5en Spielraum 1BDt. So sind denn auch die Zeichnungen sehr verschieden. Zweifellos ist das zum Teil durch wirkliche Verschiedenheit der Spektra - Uberlagerung verschiedener Bander und Linien, verschiedene Apparate und Spaltweiten - bedingt, sicher aber auch zum Teil durch subjektives Urteil. Der Vergleich zahlreicher derartiger Kurven fuhrt zu der

Anschauung, da5 im allgemeinen ein breites Band vorliegt, welches steiler nach rot, weniger steil nach Violett abfallt. Die Fliigel sind nicht gleichmaflig abschattiert, sondern zeigen ein oder mehrere Minima, namentlich auf der violetten Seite.

Fig. I gibt eine schematische Skizze fur das am hgufigsten beobachtete Aussehen der Ban-

.# der. Nach L. Becker sind alle

ahnlich, ihre Breite und die Abstande der Minima sind proportional der Wellenltinge der betreffenden Wasserstoff linie.

Diese Minima sind. M s als Absorptionslinien gedeutet worden, man hat gesagt, die helle Wasserstofflinie sei von dunklen begleitet, und hat daraus entweder auf das Vorhanden- sein mehrerer Himmelskorper oder mehrerer Gasschichten geschlossen, die sich mit verschiedener Geschwindigkeit im Visionsradius bewegen. Freilich kam man dabei zu ganz unwahrscheinlichen Geschwindigkeiten. Man hat auch nach den Versuchen Wilsings iiber Funken unter Wasser von Druck- wirkung gesprochen, oder hat anomale Dispersion heran- gezogen.

Die Anwesenheit radioaktiver Substanzen legt eine neue Erklarung nahe. Herr Goldstein hat bekanntlich in GeiOler- rohren eine Art von Strahlen entdeckt, welche er Kanal- strahlen genannt hat. Sie bestehen aus ponderablen positiv geladenen Teilchen, welche sich mit groOer Geschwindigkeit bewegen ; die Geschwindigkeit hangt von dem Potentialfall ab, den sie im GeiDlerrohr durchlaufen. Treten diese Strahlen in ein Gas ein, so stoOen sie gegen dessen Molekeln, geben ihnen Geschwindigkeit und regen sie zur Emission ihres Spektrums an. Diese rasch bewegten leuchtenden Gasteilchen zeigen Doppkreffekt, was zuerst Herr Stark bemerkt hat. Man sieht also im Spektrum ein breites abgelenktes Band ieben der richtig gelagerten Linie, welches nach Violett ver- jchoben ist, wenn die Kanalstrahlen auf den Spalt zu laufen, iach Rot, wenn sie sich von ihrn entfernen. Beobachtet man 9eide Richtungen zu gleicher Zeit, etwa indem man die fort- 5ehenden Strahlen durch Reflexion auch in den Spektral- ipparat gelangen laat, so sieht man abgelenkte Bander nach Rot und nach Violett.

Die genauere Untersuchung hat einige Eigentiirnlich- teiten dieser Bander zum Vorschein gebracht: I ) Das ab- 5elenkte Band ist meist durch einen dunklen Zwischenraum ton der ruhenden Linie getrennt, in einigen Gasen sol1 der Zwischenraum fehlen (Sfrasser, Stark). Die Erk lmng ist sehr Eweifelhaft, am wahrscheinlichsten scheint, daO die bewegten reilchen erst von einer gewissen Geschwindigkeit an zu

emittieren beginnen. z) Paschen hat zuerst bemerkt, dat3 in dem abge- lenkten Bande ein Minimum der

0 H elligkeit auftritt. Das ist seitdem oft bestiitigt, Stark hat sogar zwei Minima gefunden und gibt die in

Figur z dargestellte Intensitatskurve. Eine geniigende Er- rlarung ist noch nicht gefunden, wir miissen uns vorlaufig nit der Tatsache begniigen.

Figur I . Wasserstoff bander einander r

Figur 2.

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Die zu zweit genannte Erscheinung muO unmittelbar an das Aussehen der Bander in den Novae erinnern, hier wie dort haben wir Minima in den durch den Bopplereffekt ab- gelenkten Bandern. Eine Erklarung dieser Ahnlichkeit liegt auf der Hand: Die radioaktiven Substanzen senden ihre Energie wesentlich in der Form von a-Strahlen aus, positiv geladenen matenellen Teilchen, wahrscheinlich Hi- Atomen, deren Geschwindigkeit etwa 10 bis r o o Ma1 grofier ist, als sie an den Kanalstrahlen in Geifllerrohren erreicht worden ist. Diese or-Strahlen treten in die Atmosphare des Sternes ein, miissen hier Emission und Geschwindigkeit hervorrufen, und zwar eine Geschwindigkeit, die entsprechend groOer ist, als bei den Kanalstrahlen im Geinlerrohr. Es muO also ein sehr breites mit Minima versehenes Emissionsband entstehen. In der Tat sind die Bander der Novae I o bis I 5 ma1 breiter beobachtet als bei Kanalstrahlen.

Aber die Erscheinung I ) der Kanalstrahlen fehlt im Spektrum der Novae, und ferner sehen wir eine Abschattierung des Bandes nach beiden Seiten. Ich glaube dieser Unter- schied erklart sich leicht durch die verschiedenen Bedingungen der Beobachtung im GeiOlerrohr und an einem Weltkorper. Im ersten Fall lassen wir die Strahlen durch Spalte oder Locher in einer beetimmten Richtung in den Gasraum ein- treten. Sie werden freilich durch die ZusammenstoOe all- mahlich diffus, aber immerhin herrscht die eine Richtung auf den Spalt zu sehr vor. Beim Stern dagegen haben wir eine allseitige Ausbreitung der or - Strahlen, sie bilden alle moglichen Winkel mit dem Visionsradius. Bei den schrag verlaufenden Strahlen kommt fur den Bopplereffekt nur eine Komponente in Betracht, und so miissen diese Strahlen den Zwischenraum zwischen der ruhenden Linie und dem ab- gelenkten Band ausfiillen. Es gehen auch Strahlen aus, die vom Beobachter fortlaufen. 1st der Gasball sehr durchlassig, so werden wir den Dopplereffekt nach Rot hin direkt sehen; ist er weniger durchlassig, so wird ein Teil der Strahlen durch Reflexion zur Wirksamkeit gelangen ; immer wird das Band nach Rot weniger weit reichen konnen, weil die dem Visionsradius entgegenlaufenden Strahlen ganz verdeckt sind und andere desto starker absorbiert werden, je naher sie dieser Richtung kommen.

Mir scheint dadurch der merkwurdigste Teil des Spek- trums der Novae ohne Hinzunahme wesentlicher neuer Hypo- thesen befriedigend erklart zu sein, und das ware ein erheb- licher Fortschritt. Es handelt sich nicht mehr um Weltkorper oder um Gasschichten, die sich mit diesen unwahrscheinlichen Geschwindigkeiten bewegen, sondern um Gasmolekeln, die durch die gewaltigen Energiemengen, welche in radioaktiven Kdrpern frei werden, so gro13e Geschwindigkeiten erhalten.

Man wiirde demnach bei einer Nova sich etwa folgende Vorstellung von den Vorgangen bilden konnen : Auf irgend eine Weise wird eine erhebliche Menge von R a an die Ober- flSLche des Weltkorpers gebracht. Wie das geschieht, moge dahingestellt bleiben. Aber ich sehe z. B. keine Unmoglich- keit in der Annahme, dat3 eine gewaltige Eruption, wie wir sie in kleinem MaOstabe in den Sonnenprotuberanzen kennen, aus dem Innern groi3ere Massen von R a an die Oberflache schaffen kdnnte. Eine andere Moglichkeit ware die, daO durch hIeteorf2lle Ra auf den Stern gelangte.

Durch die radioaktiven Prozesse findet Entwickelung von Warme und namentlich von Licht statt, der neue Stern wird sehr schnell sichtbar. Besteht seine Atmosphare wesent- lich aus Wasserstoff, so treten durch die a-Strahlen im Spektrum die breiten Bander auf, eventuell auch solche von Ca U.S.W. Das Ru verdampft, seine Darnpfe, sowie die von U, Em, He gelangen durch Diffusion in die liohere Atmo- sph*e, kiihlen sich ab und erzeugen die scharfen Absorptions- linien. Wegen der dauernden Entstehung von He wachsen dessen Linien an Intensitat, sie konnen je nach dem Ort, wo sie sich befinden, in Emission oder Absorption sichtbar sein.

So scheint rnir der anfhgliche Verlauf der Erscheinungen sich erklaren zu lassen. Weit schwieriger ist das schnelle Abklingen der Helligkeit und der Ubergang des Sternes in einen Nebel zu verstehen, aber dafiir bringen auch die alteren Hypothesen keine Erklarung. Man wiirde zunachst an eine Zersetzung des R a denken konnen. Allein die Lebensdauer '

des Ra betragt einige tausend Jahre, und im Laboratorium hat man kein chemisches oder physikalisches Mittel gefunden, den Zerfall zu beschleunigen. Man konnte freilich die Hypo- these aufstellen, dafl bei der moglicherweise unvergleichlich vie1 hoheren Temperatur der Sterne doch ein schnellerer Zerfall eintrete, aber eine solche Hypothese a d h o c scheint mir sehr bedenklich. Man konnte vielleicht auch daran denken, daO das Ra wieder in das Innere des Weltkorpers zuriickkehrt, daO es in einem fleckenartigen Gebilde wieder eingesaugt wird. Allein auch das scheint rnir sehr schwierig, weil sich die Erscheinung bei allen Novae wiederholt.

Was die Nebellinie betrifft, so kennen wir ihren che- mischen Ursprung nicht ; ebensowenig kennen wir die Spektra der weiteren Zerfallsprodukte des Ra. Die Hypothese scheint mir daher nicht allzu kiihn, daO die Nebellinie sich aus dem R a entwickeln kann.

Ich habe bisher von den radioaktiven Wirkungen nur die a-Strahlen beriicksichtigt. Es liegt auf der Hand, dafl man auch die b-Strahlen heranziehen miiflte, und dadurch vielleicht manche weitere Erscheinungen, z. B. die Fluktuati- onen der Helligkeit plausibel machen konnte. Allein ich will darauf nicht weiter eingehen. Es steckt in dem bisher gesagten gewiO schon genug des Unsicheren und Hypothe- tischen. Wir kennen auch die radioaktiven Prozesse, die zur Erklarung herangezogen sind, noch recht ungeniigend. Meine Zeilen sollen daher nur ein Versuch sein, die Vorgange auf den Neuen Sternen von einem neuen Gesichtspunkte aufzufassen, der rnir vielversprechend zu sein scheint. Sie sollen Astro- nornen und Physiker, die spezielle Erfahrung auf dern Gebiete der Neuen Sterne und der Radioaktivitat besitzen, anregen, von diesem Standpunkte aus die Erscheinungen zu diskutieren.

Vielleicht verdient noch ein moglicher Einwand einige Worte. Trotz so zahlreicher Beobachtungen an Neuen Sternen ist durch die Bonner Beobachtungen zum erstenmal U, Ra und E7n gefunden, wahrend He Iangst auf den Neuen Sternen bekannt ist. Man konnte also annehmen, daI3 diese Nova von den iibngen ganz verschieden sei. Das glaube ich nicht. Es h k g t ganz von der Beschaffenheit des Spektrographen ab, von seiner Dispersion, auflosenden Kraft, Spaltweite, ob so feine Absorptionslinien auf dem schwachen kontinuierlichen Grunde sichtbar werden. Wenn irgend einer dieser Urnstande etwas geandert wiirde, wBren die Linien unsichtbar geblieben.

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Ferner ist auch nicht zu vergessen, daO die Deutlichkeit der Linien sehr wesentlich von den Verhaltnissen des Sternes abhangt, von der GroOe und Temperatur seiner Atmosphare

im Vergleich zum Kern. So glaube ich, da5 die Erscheinung allgemein ist, aber diesmal durch eine gliickliche Vereinigung der Umstande zum erstenmal beobachtet worden ist.

Berichtigung zu dem Artikel in Nr.4530 (Bd. An der angegebenen Stelle erwahne ich, daO ich an I

die von Prof. B. Grossmann in Band 27 der Abhandlungen der Kgl. Sachs. Gesellschaft der Wiss., S. 124 f. mitgeteilten Zenitdistanzen die Reduktion auf die mittlere Polhohe an- gebracht habe. Herr Prof. Grossmann benachrichtigt mich aber, dafl diese Reduktion von ihm bereits beriicksichtigt worden sei. Infolgedessen habe ich von den in Nr. 4530 gegebenen Mittelwerten 51 - lo die irrtiimlich nochmals hin- zugefiigte Reduktion wieder in Abzug gebracht, und damit folgende Resultate erhalten :

Zenitdistanz FrUhjahr Herbst nordl. Z.-D. stidl. Z.-D. 10’ bis zoo -01120 -01103 -01106 -0116 2 0 )) 30 -0.10 0.00 -0.13 -0.01

-0.08 - 0 . 2 2 30 40 -0.20

40 50 -0.21 -0.09 -0.29 -0.07 -

Uccle, 1912 Juin 15. A. Tkodosiu.

Zusatz. Prof. A. Berbcrich hat nach einer Mitteilung von 19 I 2 Febr. 2 7 auf Grund von Elementen des Planeten I 9 I INB,

189) : Uber einen prinzipiellen Fehler U.S.W.

Zenitdistanz Frtihjahr Herbst nordl. Z.-D. siidl. Z.-D.

60 70 +0.07 +0.08 -0.12 +0.30 70 80 -0.16 -0.16 -0.18 -0.06

Obwohl die durch die Mittellung von Prof. Grossmann notig gewordenen Anderungen nur gering sind, so haben sie doch zur Folge, daO jetzt die in Nr. 4530 gemachten Be- merkungen noch ein wenig besser begriindet erscheinen. Der mittlere Fehler einer Differenz war friiher aus dem mittleren Fehler e i n e r Beobachtung (nach Prof. Grossmanns Angabe) und der Zahl der bei der Bildung der Differenz benutzten Beobachtungen abgeleitet worden; die in Nr. 4530 angegebenen m. F., bezw. Gewichte der Mittelwerte c1 - to bleiben also ungeandert.

50° bis 60° -00’26 +or11 0100 -01108

Wien - Ottakring , I 9 I 2 MPrz I 4. L. de BaZl.

631 [1907 YJI. Korrektion der Ephemeride (B. J. 19 14) 19 I 2 Juni 5

- 3m6 - 7’. Grofk I z m z . y. Palisa.

On the masses of double stars.

The weather at Ashtead was exceedingly unfavourable at the beginning of the year, and three months elapsed before any reliable observations of the Red spot or hollow

From the elements of orbits published in A. N. 4400 and the parallaxes compiled by Kapteyn and Weersma the following values result for the masses of pairs of double stars: 7 Cassiopeiae (F8) 0.87, 40 oa Eridani ( G 5 ) 0.43, Sirius (A) 3.26, Castor (A) 72.19 (orbit uncertain), 2 3121 371.9 (parallax too small), y Virginis (F) 8.09, a Centauri (G, K 5 ) 1.99, 5 Herculis (G) 0.73, ,uz Herculis (G5) 1.11,

Kowloon, Elgin Rd., Sutton, Surrey, 1912 June 6.

could be obtained. I have, however, recently secured the following observations of the transit of the nhollowa over the central meridian of the illuminated disc:

709 Ophiuchi (K) 2.58, 85 Pegasi (G) 3.07. The’ mean value is a.46, when two masses are excluded for reasons given. As the mass of each component amounts to half of this, it appears that the mass of‘each star is approximately equal to the mass of the solar system. The data are not yet sufficient to show the value of the average mass as a

~ function of the spectral class. W. Doberck.

Mitteilungen iiber kleine Planeten. O r b i t e e l l i p t i q u e d e l a p l a n e t e I ~ I I NB. En employant les observations de Dr. y. Palisa faites

A I’Observatoire de Vienne les 2 I Octobre, I 5 Novembre et I o Decembre I 9 I I j’ai dtduit le systhme d’t1Cments suivant :

Epoque 19x1 Nov. 15.5 t. m. Berlin. M = 350’54’ 3672 w = 247 47 59.2 f i = 163 59 49.5 1911.0

i = 4 57 30.8 Ip = 3 37 52.9 p = 6851185

I loga = 0.476132

die im Recheninstitut berechnet sind, festgestellt, daO der Planet identisch ist mit dem nur 1903 Febr. 6 in Konig- stuhl beobachteten Planeten 1903 LJ. Red.

Au f n a h m e n a u f d e r K o n i g s t u h l - S t e r n w a rte. 1912 Juni 10 1z~36mz Rgst. Beobachter A. Massinger.

Planet Position 19rz.o TLgl . Bew. Gr. Platte 313 Chaldaea 1 6 ~ 5 3 ” ~ -3O47‘ --no +3’ 10?7 A6639 219 Thusnelda 16 58.7 -6 2 -0.9 +5 10.9 * 402 Chloe 1 7 0.6 -7 2 2 --0.9 -3 10.9

3 June 17 10.2 -4 14 -0.9 + z 9.8 Heidelberg, Konigstuhl-Sternw., I 9 I 2 Juni I 2 . M. Wo&