Stellar Structure and Evolution: verschil tussen versies

Uit Wina Examenwiki
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
← Oudere bewerking
Mathias (overleg | bijdragen)
1.015 bewerkingen
Luka.vranckx (overleg | bijdragen)
49 bewerkingen
 
(36 tussenliggende versies door 6 gebruikers niet weergegeven)
Regel 1: Regel 1:
=Inleiding=
=Samenvattingen=
Dit vak wordt gegeven door professor Conny Aerts.
[[Sterrenkunde/Samenvattingen| Klik hier om de samenvattingen te bekijken]]


Volgend tekstje staat op Toledo over het examen.
=Introduction=
'''2023-2024 onwards''': Taught by Pablo Marchant. On the exam, you can expect exercises from the exercises he gives during the lectures. For the 'evolution' part, chapters 10, 11 and 12 of Conny Aerts' notes need to be known. On the exam, you can only bring Pablo's notes he wrote for the 'stellar structure' part. No exercises or other notes are allowed.


Het examen is gedeeltelijk schriftelijk en gedeeltelijk mondeling. Het betreft
The last lecture serves as a revision class, where Pablo goes over the most important highlights one last time. This is also an excellent opportunity to ask the last questions before the exam. (Was organised in between the exams in 2024).
een gesloten boekexamen, zodat zowel getest kan worden op inzicht als op de
parate kennis van basisbegrippen van sterrenkunde, sterstructuur en
sterevolutie. Het formularium zoals ter beschikking gesteld via Toledo en
onbeschreven, alsook een rekentoestel, mogen gebruikt worden tijdens het
examen. Tijdens het examen worden geen formularia en/of rekentoestellen
uitgewisseld. '''Zorg dus dat je je eigen materiaal hebt! Zeker geen formularium vergeten!!!'''


Het schriftelijk deel van het examen bestaat uit 3 vragen: 1 kennisvraag uit de
The two MESA labs are given by Annachiara Picco. If you score N/4 point for a lab, it will count for N/20 points on the final grade. This way, the more you score, the more it is on. So, if you score the maximum, you get 4/4 points, if you score 50%, you get 1/2 points on the final grade of 20.
cursus, 1 inzichtsvraag, en 1 oefening. Het staat op 3/4 van de punten. Het
mondeling gedeelte telt voor 1/4 van de punten mee en neemt maximum 10 minuten
in beslag. Het bestaat uit 10 vragen waarvan verwacht wordt dat de student per
vraag in minder dan 1 minuut een correct en elegant antwoord kan formuleren. Een
voorbeeld van zulke vraag luidt: "Leg uit wat het begrip hydrostatisch
evenwicht betekent; is dat een goede benadering voor een ster?" Een ander
voorbeeld is: "Wat is een pulsar?" Studenten mogen passen indien ze het
antwoord niet kunnen formuleren, zodat onmiddellijk kan overgegaan worden naar
de volgende vraag. Indien de 10 vragen gesteld zijn en er nog tijd over is,
wordt dan opnieuw de eerste vraag waarop gepast werd, gesteld, enz. tot de 10
minuten voorbij zijn. Het examen in zijn geheel duurt maximum 3 uren.


Er wordt verwacht dat studenten de betekenis van een figuur uit de cursusnota's
'''2020-2021''': This course is taught by professor Conny Aerts. In the year 2020-2021, she summarised the exam on Toledo as: "The total examination consists of two parts, both of which in written format.
ter beschikking gesteld op Toledo (niet uit de slides!) kunnen uitleggen en
1: Three written reports of MESA lab work. The tasks of these MESA labs are provided
kunnen toepassen in een denkvraag of een oefening, maar er wordt niet verwacht
during the MESA lab session and via Toledo. This part of the exam covers 8 points.
dat ze zelf de figuren kunnen reproduceren.
2: A classical written closed-book theory exam based on the contents of the course covered
by the theory lectures and their slides, as well as the lecture notes. This written exam covers
12 points.
The theory exam is a closed-book exam but the file 2020_SSE_Formulae_for_Exam.pdf can
be brought and used during the exam, provided nothing is added to its version on Toledo. A
pocket calculator can also be brought and used during the theory exam. During this exam,
each student must bring their own formulae form and pocket calculator, these will not be
exchanged between students.
The closed-book theory exam consists of questions testing both knowledge and insight.
The students are expected to be able to explain the meaning of a figure from the
lecture notes or from the slides, all of which are available on Toledo. They are also expected
to be able to use these figures in exercises. It is not expected that students are able to
reproduce the figures."


At the end of the semester, professor Aerts sets up a Q&A session where you can ask any question about the practical aspects of the course or about the material. She also uploads a file outlining what is to be studied for the exam and what parts she will not ask questions about.


Het examen verloopt in de praktijk inderdaad volgens dit schema. Professor Aerts is zeer vriendelijk op het examen (je mag kiezen of je gaat zitten of liever staan) en laat ook duidelijk blijken hoe het mondelinge gedeelte geweest is. Ook het schriftelijk gedeelte is niet onoverkomelijk. Let wel dat je alle delen van de cursus leert, de minst verwachtte worden het eerste gevraagd. Verder kan het zijn dat je al wat vroeger dan na drie uur buiten bent. Er zijn voorbeelden bekend van 1u10.
The MESA labs are given by the teaching assistant Stefano Garcia and are outlined very clearly, so you will always know what is and isn't expected of you. Stefano welcomes questions during his lectures or afterwards by e-mail.


= Examenvragen =
= Exam questions =
== 2023-2024 ==
[[Media:Exam SSE 2024.pdf|Exam January, 19 2024]]
 
== 2020-2021 ==
'''1 (5 points, max 2 pages):''' Explain with words why there is a lower limit on the mass of main sequence stars.
 
Give the equation to solve for this lower limit, but you do not actually have to solve it.
 
Given a figure plotting the luminosity of a gaseous sphere of mass 1M_sol over time for different masses, find the Mass-Luminosity relation after 10^7 years since the onset of deuterium burning (i.e. $L \propto M^\eta$, search $\eta$). Is this power greater or smaller than the Mass-Luminosity relation on the main sequence? Explain physically why.
 
'''2 (4 points, max 1 page):''' See the right plot of figure 7.1, plotting three MESA models' stellar tracks of 5M_sol stars for different values of the CBM overshoot parameter. Mark for each star the central hydrogen burning phase. Mark which model uses the greatest overshoot parameter. What would you consider the most important impact of changing the overshoot parameter?
 
Explain what the ''Hertzsprung gap'' is and mark where it is on the given figure. How do we observe this ''gap''? Estimate as precisely as possible using the given figure how long the star spends in this gap using the given figure.
 
'''3 (3 points, max 1 page for all six):''' Briefly explain the following six terms and mention for what initial mass regimes and during which stage of a star's life they are relevant.
 
1) Eddington limit
 
2) Hayashi track
 
3) Initial Mass Function
 
4) Pulsar
 
5) s-process
 
6) Hydrostatic equilibrium
 
== 2018-2019 ==
[[Media:SSE-exam-02092019.pdf|03 September 2019]]
== 2017-2018==
[[Media:SSE-exam-01022018.pdf|01 February 2018]]
== 2016-2017 ==
[[Media:SSE-exam-01022017.pdf|01 February 2017]]
==Academiejaar 2012-2013==
==Academiejaar 2012-2013==
=== 11 januari 2013 (VM) ===
=== 11 januari 2013 (VM) ===
[[Media:Examen Sterrenkunde (2012-2013)(januari).pdf|11 januari 2013 (VM)]]
[[Media:Examen Sterrenkunde (2012-2013)(januari).pdf|11 januari 2013 (VM)]]
=== ?? januari 2013 ===
[[Media:Examen_jan.pdf|?? januari 2013]]


==Academiejaar 2010-2011==
==Academiejaar 2010-2011==
Regel 129: Regel 163:
#* Voor de rest allemaal vragen die al ergens vermeld staan zoals hydrostatisch evenwicht, s-proces, ...
#* Voor de rest allemaal vragen die al ergens vermeld staan zoals hydrostatisch evenwicht, s-proces, ...


== 25 januari 2008 ==
==Academiejaar 2007-2008==
Totaal op 40 punten
=== 21 januari 2008 ===
===Schriftelijk===
Het examen stond op 40 punten.
'''Vraag 1''' (10 ptn, max 3blz)


Leid de Eddington vergelijking voor het energietransport door straling af. Geef aan welke veronderstelling je hierbij gemaakt hebt. Voor welke sterren en fasen in de evolutie is dit geen goede benadering? Leg uit waarom dat zo is.
'''Schriftelijk'''
# (8 ptn, max 2 blz) Leid de vergelijking van massabehoud af voor een sferisch symmetrische ster. Geef aan welke veronderstellingen je hierbij gemaakt hebt. Voor welke sterren en fasen in de evolutie is dit geen goede benadering? Geef hiervoor een alternatieve wet.
# (12 ptn) Gegeven zijn twee figuren: het HR-diagram voor een ster van vijf zonsmassa's (populatie I) en het diagram van de inwendige evolutie van de ster.
#* Bespreek de bijgaande figuren. Leg alles uit wat volgens jou belangrijk is en bespreek hierbij de evolutie van de ster. (max 3 blz)
#* Wat zou er veranderen voor een ster met een massa van 8 zonsmassa's? Leg telkens uit waarom er iets wel of niet verandert. (max 2 blz)
#* Wat is volgens jou de belangrijkste bijdrage van deze twee sterren aan de chemische verrijking van het heelal? (max 1 blz)
# (10 ptn)
#* Toon aan dat het Schwarzschildcriterium ook kan geschreven worden als <math> \frac{l(r)}{L_{edd}(r)} < 4\frac{P_{rad}}{P}\nabla_{ad}.</math>
#* Beschouw een radiatieve laag in een ster, waarin een constante opaciteit <math>\kappa</math> heerst. Zij <math> 1-\beta=\frac{P_{rad}}{P}</math> eveneens constant. Toon aan dat <math> 1-\beta=\frac{l(r)}{L_{edd}(r)}. </math> (Hint: je kan deze oefening het makkelijkst oplossen door gebruik te maken van de Eddingtonvergelijking voor energietransport)
#* Stel dat de kern van dezelfde ster als in vorige oefening volledig convectief is, en dat er geen kernreacties buiten deze kern plaatsvinden. Toon aan dat de massafractie van de kern gegeven is door <math> 1/(4\nabla_{ad})=5/8 </math>.


'''Vraag 2''' (10 ptn)
'''Mondeling'''


Gegeven een figuur van de horizontale tak (zie cursus fig. 11.4 p.162).
(10 punten)
*Bespreek de bijgaande figuur. Leg uit wat volgens U belangrijk is. (min. 1blz, max. 2,5 blz)
#* Leg uit: hydrostatische druk. Is dit een geldige benadering voor een ster?
*Waar komt onze zon vlak na de heliumflits terecht? Leg uit waarom.(max. 0,5 blz)
#* Leg uit: Rosselandgemiddelde
*Teken en bespreek de evolutie van een ster met M=0,6 (zie fig.) van na de heliumflits tot aan de AGB. (max. 1blz)
#* Leg uit: initiële massafunctie
#* Leg uit: spectraallijn
#* Leg uit: Herbig Ae/Be-ster
#* Welke nucleaire fase vindt er plaats in kern bij de AGB-fase?
#* Welke verbranding vindt er plaats in de horizontale tak?
#* Wat is een supernova van type I?
#* Leg uit: Jeansmassa
#* ...


'''Vraag 3''' (10 ptn)
=== 25 januari 2008 ===
Het examen stond op 40 punten.


Gegeven de evolutie van een ster op de AGB die met volgende formule kan beschreven worden: <math> \frac{L_{ster}}{L_{zon}} = 5,2*10^4 (\frac{M_{kern}}{M_{zon}} - 0,456)</math>.
'''Schriftelijk'''
De massa van de kern neemt toe met: <math> \frac{\dot M_{kern}}{M_{zon}} = 10^{-11} \frac{L_{ster}}{L_{zon}}</math>
# (10 ptn, max 3blz) Leid de Eddington vergelijking voor het energietransport door straling af. Geef aan welke veronderstelling je hierbij gemaakt hebt. Voor welke sterren en fasen in de evolutie is dit geen goede benadering? Leg uit waarom dat zo is.
Onderstel dat de ster bij het begin van de AGB een lichtkracht heeft gelijk aan <math> 10^3 L_{zon}</math> en een totale massa van <math> 2M_{zon}</math>.
# (10 ptn) Gegeven een figuur van de horizontale tak (zie cursus fig. 11.4 p.162).
#* Bespreek de bijgaande figuur. Leg uit wat volgens U belangrijk is. (min. 1blz, max. 2,5 blz)
#* Waar komt onze zon vlak na de heliumflits terecht? Leg uit waarom.(max. 0,5 blz)
#* Teken en bespreek de evolutie van een ster met M=0,6 (zie fig.) van na de heliumflits tot aan de AGB. (max. 1blz)
# (10 ptn) Gegeven de evolutie van een ster op de AGB die met volgende formule kan beschreven worden: <math> \frac{L_{ster}}{L_{zon}} = 5,2*10^4 (\frac{M_{kern}}{M_{zon}} - 0,456)</math>. De massa van de kern neemt toe met: <math> \frac{\dot M_{kern}}{M_{zon}} = 10^{-11} \frac{L_{ster}}{L_{zon}}</math> Onderstel dat de ster bij het begin van de AGB een lichtkracht heeft gelijk aan <math> 10^3 L_{zon}</math> en een totale massa van <math> 2M_{zon}</math>.
#* Bereken een vergelijking voor de lichtkracht in functie van de tijd. Schat hoeveel de lichtkracht is op het einde van de AGB.
#* Tijdens de AGB is de temperatuur ongeveer constant. Schat de straal van de ster in functie van de tijd, gegeven <math>T_{eff} = 3000K </math>. Schat de straal op het einde van de AGB.
#* Bereken de massa van de kern in functie van de tijd. Schat de massa van de witte dwerg die gevormd wordt.


*Bereken een vergelijking voor de lichtkracht in functie van de tijd. Schat hoeveel de lichtkracht is op het einde van de AGB.
'''Mondeling'''
*Tijdens de AGB is de temperatuur ongeveer constant. Schat de straal van de ster in functie van de tijd, gegeven <math>T_{eff} = 3000K </math>. Schat de straal op het einde van de AGB.
*Bereken de massa van de kern in functie van de tijd. Schat de massa van de witte dwerg die gevormd wordt.


===Mondeling===
(10 punten)
*Leg uit: hydrostatisch evenwicht
#* Leg uit: hydrostatisch evenwicht
*T-Tauri ster
#* T-Tauri ster
*Luminositeitsklasse
#* Luminositeitsklasse
*Wat is een pulsar
#* Wat is een pulsar
*leg in woorden uit wat het gemiddeld moleculair gewicht is
#* leg in woorden uit wat het gemiddeld moleculair gewicht is
*r-proces, wat en bij welke sterren
#* r-proces, wat en bij welke sterren
*wat is het keerpunt voor een sterrencluster
#* wat is het keerpunt voor een sterrencluster
*wat is de Eddington limiet
#* wat is de Eddington limiet
*leg uit: nucleaire tijdschaal
#* leg uit: nucleaire tijdschaal
*weet ik niet meer
#* weet ik niet meer


== 21 januari 2008 ==
==Academiejaar 2006-2007==
Totaal op 40 punten
===22 januari 2007 (VM)===
===Schriftelijk===
Het examen stond op 40 punten.
'''Vraag 1''' (8 ptn, max 2 blz)
Leid de vergelijking van massabehoud af voor een sferisch symmetrische ster. Geef aan welke veronderstellingen je hierbij gemaakt hebt. Voor welke sterren en fasen in de evolutie is dit geen goede benadering? Geef hiervoor een alternatieve wet.


'''Vraag 2''' (12 ptn)
'''Schriftelijk'''
# (12 punten, max 3 blz)
#* Leid een uitdrukking af voor <math> \bar{\mu} </math>.
#* Bereken dit voor de Zon aan het begin van haar hoofdreeksfase (X,Y,Z waren gegeven). Doe dit ook voor een ster in de Magelhaense wolk met X = 0.746, Y = 0.25 en Z = 0.004. Schat <math> \bar{\mu} </math> voor deze sterren indien ze op het einde van hun hoofdreeksfase zijn.
#* Waarom zijn de Y,Z waarden voor de Zon hoger dan die voor sterren in de omgeving van de Magelhaense wolk? Bespreek in functie van de evolutie van het heelal.
# (8 punten, max 2 blz)
#* Bespreek de evolutie van een ster met initiële massa van 25 Zonsmassa's vanaan de ZAMS tot het einde van haar leven.
#* Schat de totale levensduur van de ster en geef zelf een fout hierop.
# (10 punten, max 2 blz) Neem een ster met volgende (realistische) dichtheid: <math> \rho(r) = \rho_c \left(1-\left(\frac{r}{R}\right)^2\right) </math> met <math> \rho_c </math> de centrale dichtheid.
#* Wat zijn <math>m(r)</math> en <math>M</math>?
#* Toon aan dat de gemiddelde dichtheid <math> 0.4\rho_c </math> bedraagt.
#* Schat de centrale druk.  Geef de centrale temperatuur ifv M, R en µ; indien de sterkern beschreven kan worden door een ideaal gas.
#* Schat de minimale massa om de pp1 reactie in deze ster te kunnen laten plaatsvinden. Hiervoor moet <math> T = 4. 10^{6}K</math> gelden.


Gegeven zijn twee figuren: het HR-diagram voor een ster van vijf zonsmassa's (populatie I) en het diagram van de inwendige evolutie van de ster.
'''Mondeling'''
*Bespreek de bijgaande figuren. Leg alles uit wat volgens jou belangrijk is en bespreek hierbij de evolutie van de ster. (max 3 blz)
*Wat zou er veranderen voor een ster met een massa van 8 zonsmassa's? Leg telkens uit waarom er iets wel of niet verandert. (max 2 blz)
*Wat is volgens jou de belangrijkste bijdrage van deze twee sterren aan de chemische verrijking van het heelal? (max 1 blz)


'''Vraag 3''' (10 ptn)
(10 punten)
*Toon aan dat het Schwarzschildcriterium ook kan geschreven worden als <math> \frac{l(r)}{L_{edd}(r)} < 4\frac{P_{rad}}{P}\nabla_{ad}.</math>
#* Wat is de voornaamste energiebron op de AGB?
*Beschouw een radiatieve laag in een ster, waarin een constante opaciteit <math>\kappa</math> heerst. Zij <math> 1-\beta=\frac{P_{rad}}{P}</math> eveneens constant. Toon aan dat <math> 1-\beta=\frac{l(r)}{L_{edd}(r)}. </math>
#* hydrostatisch evenwicht
(Hint: je kan deze oefening het makkelijkst oplossen door gebruik te maken van de Eddingtonvergelijking voor energietransport)
#* dredge-up
*Stel dat de kern van dezelfde ster als in vorige oefening volledig convectief is, en dat er geen kernreacties buiten deze kern plaatsvinden. Toon aan dat de massafractie van de kern gegeven is door <math> 1/(4\nabla_{ad})=5/8 </math>.
#* initiële massafunctie, hoe ziet deze er (in woorden) uit?
#* Herbig Ae/Be ster
#* Spectraaltype
#* horizontale tak, welke verbranding gebeurt er dan?
#* Supernova type I, hoe ontstaat deze?
#* Welke H-verbranding vindt plaats in een ster van 1 zonsmassa? Vanaf welke massa een andere energiebron?
#* Rosseland-gemiddelde voor opactiteit


===Mondeling===
===22 januari 2007 (NM)===
(10 ptn)
Het examen stond op 40 punten.
*Leg uit: hydrostatische druk. Is dit een geldige benadering voor een ster?
*Leg uit: Rosselandgemiddelde
*Leg uit: initiële massafunctie
*Leg uit: spectraallijn
*Leg uit: Herbig Ae/Be-ster
*Welke nucleaire fase vindt er plaats in kern bij de AGB-fase?
*Welke verbranding vindt er plaats in de horizontale tak?
*Wat is een supernova van type I?
*Leg uit: Jeansmassa
*...


== Examenvragen 22 januari 2007 voormiddag==
'''Schriftelijk'''
Het totale examen stond op 40 punten
# (14 punten, max 4 blz)
===Schriftelijk===
#* Leid het Schwarzschild criterium voor dynamische stabiliteit af en leg uit wat de fysische betekenis ervan is.
'''Vraag 1''' (12 ptn, max 3 blz)
#* Geef twee omstandigheden waarbij aan dit criterium niet voldaan is.
#* Teken de zones waar niet voldaan is aan dit criterium voor de zon en voor de LBV eta Carina.
# (8 punten, max 2 blz)
#* Geef de volledige evolutie van een ster met geboortemassa 5 zonsmassa's van de ZAMS tot het eindproduct.  Bespreek daarbij de typische sterstructuur.
#* Maak een schatting van de levensduur van deze ster, en vermeld hoe nauwkeurig deze berekening je lijkt.
# (8 punten, max 1 blz) Gegeven: Stercluster M13, met vijf miljoen sterren en een gemiddelde massa van 1/2 zonsmassa.  Bereken of deze cluster ontstaan kan zijn 50000 jaar na de Big Bang, gegeven dat de temperatuur dan 4000K bedroeg, de dichtheid 10^{-17} g/cm³ en dat de temperatuur koud genoeg was om de electronen en nucleonen om te combineren tot stabiele elementen.


*Leid een uitdrukking af voor <math> \bar{\mu} </math>
'''Mondeling'''
*Bereken dit voor de Zon aan het begin van haar hoofdreeksfase (X,Y,Z waren gegeven). Doe dit ook voor een ster in de Magelhaense wolk met X = 0.746, Y = 0.25 en Z = 0.004. Schat <math> \bar{\mu} </math> voor deze sterren indien ze op het einde van hun hoofdreeksfase zijn.
*Waarom zijn de Y,Z waarden voor de Zon hoger dan die voor sterren in de omgeving van de Magelhaense wolk? Bespreek in functie van de evolutie van het heelal.


'''Vraag 2''' (8 punten, max 2 blz)
(10 punten)
* Bespreek de evolutie van een ster met initiële massa van 25 Zonsmassa's vanaan de ZAMS tot het einde van haar leven.
#* wat bepaalt de luminositeitsklasse van een ster?
* Schat de totale levensduur van de ster en geef zelf een fout hierop.
#* wat is een pulsar?
#* leg in woorden uit wat het gemiddeld moleculair gewicht is
#* hydrostatisch evenwicht: wat is het, is dit een goede benadering voor eens ster?
#* wat zijn T-Tauri sterren?
#* een ster met massa 1/2 zonsmassa: welke verbranding is daar actief?  Wat bepaalt overgang naar CNO?
#* wat/wanneer r-proces?
#* wat is het keerpunt voor een sterrencluster?
#* wat is de eddington limiet?
#* de laatste weet ik niet meer...


'''Vraag 3''' (10 punten, max 2 blz)
===25 januari 2007 (VM)===
Neem een ster met volgende (realistische) dichtheid:
Het examen stond op 40 punten.


<math> \rho(r) = \rho_c \left(1-\left(\frac{r}{R}\right)^2\right) </math>
'''Schriftelijk'''
# (12ptn, max. 4 blz.)
#* Bespreek kort de verschillende types melkwegstelsels.
#* Hoe kan men de chemische verrijking van de sterrenstelsels bepalen indien door sterevolutiemodellen gekend is hoeveel waterstof, helium en zware elementen en de sterren tijdens hun leven teruggeven aan het interstellair midden? Gebeurt deze verrijking lineair in de tijd?
#* In welk type sterrenstelsel besproken in 1(a) gebeurt deze verrijking het efficiënst?
#* Kun je, naast sterevolutie, een ander proces bedenken waarbij de chemische samenstelling van een sterrenstelsel wijzigt?
# (8ptn, max. 2 blz.) Bespreek de evolutie van een ster met een massa van 2 zonsmassa's vanaf de ZAMS tot het eindproduct. Geef een schatting van de levensduur van deze ster, en zeg hoe nauwkeurig deze schatting is.
# (10ptn, max. 1 blz.) Gegeven een ster met massa <math>M_0</math>. Stel dat die aan verbranding doet in de kern en dat daarbij een energie per massaeenheid verbrande stof vrijkomt van Q, en dat de ster een lichtkracht L heeft. Veronderstel ook dat de ster onderhevig is aan een stralingsgedreven sterrenwind <math>\dot M_{CAK} = 10^{-8}M_{O\!\!\!\cdot\ }/\mbox{jaar}</math>.
#* Geef de massa <math>M_{\mbox{kern}}(t)</math> van de kern als functie van de tijd. Veronderstel daarbij <math>M_{\mbox{kern}}(0)=0</math>.
#* Geef de massa <math>M_{\mbox{schil}}(t)</math> van de schil als functie van de tijd. Veronderstel daarbij <math>M_{\mbox{schil}}(0)=M_0</math>.
#* Geef de massa van de kern als heel de mantel weggeblazen is.
#* Leg een voorwaarde op <math>M_0</math> in functie van L, Q en het massaverlies indien het eindproduct van deze ster een witte dwerg is.


met <math> \rho_c </math> de centrale dichtheid.
'''Mondeling'''
* Wat zijn m(r) en M?
* Toon aan dat de gemiddelde dichtheid <math> 0.4\rho_c </math> bedraagt.
* Schat de centrale druk.  Geef de centrale temperatuur ifv M, R en µ; indien de sterkern beschreven kan worden door een ideaal gas.
* Schat de minimale massa om de pp1 reactie in deze ster te kunnen laten plaatsvinden. Hiervoor moet <math> T = 4. 10^6K</math> gelden.
===Mondeling===
Op 10 punten moesten volgende termen verklaard worden (volgens systeem in de inleiding beschreven)
* Wat is de voornaamste energiebron op de AGB?
* hydrostatisch evenwicht
* dredge-up
* initiële massafunctie,  hoe ziet deze er (in woorden) uit?
* Herbig Ae/Be ster
* Spectraaltype
* horizontale tak, welke verbranding gebeurt er dan?
* Supernova type I, hoe ontstaat deze?
* Welke H-verbranding vindt plaats in een ster van 1 zonsmassa? Vanaf welke massa een andere energiebron?
* Rosseland gemiddelde voor opactiteit


== Examenvragen 22 januari 2007 namiddag==
(10 punten)
Idem,examen op 40 punten.
#* Hydrostatisch evenwicht; OK voor een ster?
===Schriftelijk===
#* LBV; waarom V?
'''Vraag 1''' (14 punten, max 4 blz)
#* Henyeysporen
#* Hertzsprung gap
#* Ster van 5 zonsmassa's: welke waterstofverbranding?
#* Jeansmassa
#* Helmholtz-Kelvin tijdschaal
#* Hoe ontstaan type II supernova's?
#* Bespreek in woorden <math>\nabla_{\mbox{ad}}</math>
#* ...


a) Leid het Schwarzschild criterium voor dynamische stabiliteit af en leg uit wat de fysische betekenis ervan is.
===1 februari 2007 (VM)===
 
'''Schriftelijk'''
b) Geef twee omstandigheden waarbij aan dit criterium niet voldaan is.
# Bespreek de stervorming vanaf het einde van het fragmentatieproces tot aan de hoofdreeksfase. Zeg welke parameter cruciaal is voor dit proces. Waartoe behoort onze zon, en de LBV eta carina?
 
# Bespreek de evolutie van een ster van 8 zonsmassa's van de hoofdreeks tot het einde van haar leven. Schat de totale levensduur van de ster + schatting van de relatieve juistheid van je schatting.
c) Teken de zones waar niet voldaan is aan dit criterium voor de zon en voor de LBV eta Carina.
# Er waren een aantal grootheden gegeven (lichtkracht binnen straal r, massa binnen straal r, moleculair gewicht, opaciteit, ..). Welke vorm van energietransport is er dominant in deze laag.
 
'''Vraag 2''' (8 punten, max 2 blz)
 
a) Geef de volledige evolutie van een ster met geboortemassa 5 zonsmassa's van de ZAMS tot het eindproduct.  Bespreek daarbij de typische sterstructuur.
 
b) Maak een schatting van de levensduur van deze ster, en vermeld hoe nauwkeurig deze berekening je lijkt.
 
'''Vraag 3''' (8 punten, max 1 blz)
Gegeven: Stercluster M13, met vijf miljoen sterren en een gemiddelde massa van 1/2 zonsmassa.  Bereken of deze cluster ontstaan kan zijn 50000 jaar na de Big Bang, gegeven dat de temperatuur dan 4000K bedroeg, de dichtheid 10^(-17) g/cm³ en dat de temperatuur koud genoeg was om de electronen en nucleonen om te combineren tot stabiele elementen.
 
===Mondeling===
10 korte vraagjes, vrij leuk om te beantwoorden.  Als je het even niet weet helpt ze je wel opweg.  Deze herinner ik me:
* wat bepaalt de luminositeitsklasse van een ster?
* wat is een pulsar?
* leg in woorden uit wat het gemiddeld moleculair gewicht is
* hydrostatisch evenwicht: wat is het, is dit een goede benadering voor eens ster?
* wat zijn T-Tauri sterren?
* een ster met massa 1/2 zonsmassa: welke verbranding is daar actief?  Wat bepaalt overgang naar CNO?
* wat/wanneer r-proces?
* wat is het keerpunt voor een sterrencluster?
* wat is de eddington limiet?
* de laatste weet ik niet meer... :p
 
 
== Examenvragen 25 januari 2007 voormiddag==
Idem,examen op 40 punten.
===Schriftelijk===
'''Vraag 1''' (12ptn, max. 4 blz.)
 
(a) Bespreek kort de verschillende types melkwegstelsels.
 
(b) Hoe kan men de chemische verrijking van de sterrenstelsels bepalen indien door sterevolutiemodellen gekend is hoeveel waterstof, helium en zware elementen en de sterren tijdens hun leven teruggeven aan het interstellair midden? Gebeurt deze verrijking lineair in de tijd?
 
(c) In welk type sterrenstelsel besproken in 1(a) gebeurt deze verrijking het efficiënst?
 
(d) Kun je, naast sterevolutie, een ander proces bedenken waarbij de chemische samenstelling van een sterrenstelsel wijzigt?
 
'''Vraag 2''' (8ptn, max. 2 blz.)
 
Bespreek de evolutie van een ster met een massa van 2 zonsmassa's vanaf de ZAMS tot het eindproduct. Geef een schatting van de levensduur van deze ster, en zeg hoe nauwkeurig deze schatting is.
 
'''Vraag 3''' (10ptn, max. 1 blz.)
 
Gegeven een ster met massa <math>M_0</math>. Stel dat die aan verbranding doet in de kern en dat daarbij een energie per massaeenheid verbrande stof vrijkomt van Q, en dat de ster een lichtkracht L heeft. Veronderstel ook dat de ster onderhevig is aan een stralingsgedreven sterrenwind <math>\dot M_{CAK} = 10^{-8}M_{O\!\!\!\cdot\ }/\mbox{jaar}</math>.
 
(a) Geef de massa <math>M_{\mbox{kern}}(t)</math> van de kern als functie van de tijd. Veronderstel daarbij <math>M_{\mbox{kern}}(0)=0</math>.
 
(b) Geef de massa <math>M_{\mbox{schil}}(t)</math> van de schil als functie van de tijd. Veronderstel daarbij <math>M_{\mbox{schil}}(0)=M_0</math>.
 
(c) Geef de massa van de kern als heel de mantel weggeblazen is.
 
(d) Leg een voorwaarde op <math>M_0</math> in functie van L, Q en het massaverlies indien het eindproduct van deze ster een witte dwerg is.
 
===mondeling===
* Hydrostatisch evenwicht; OK voor een ster?
* LBV; waarom V?
* Henyeysporen
* Hertzsprung gap
* Ster van 5 zonsmassa's: welke waterstofverbranding?
* Jeansmassa
* Helmholtz-Kelvin tijdschaal
* Hoe ontstaan type II supernova's?
* Bespreek in woorden <math>\nabla_{\mbox{ad}}</math>
* ...
 
==Examenvragen 1 februari voormiddag==
===schriftelijk===
'''vraag 1'''
Bespreek de stervorming vanaf het einde van het fragmentatieproces tot aan de hoofdreeksfase. Zeg welke parameter cruciaal is voor dit proces. Waartoe behoort onze zon, en de LBV eta carina?
 
'''vraag 2'''
Bespreek de evolutie van een ster van 8 zonsmassa's van de hoofdreeks tot het einde van haar leven. Schat de totale levensduur van de ster + schatting van de relatieve juistheid van je schatting.  
 
'''vraag 3''' Er waren een aantal grootheden gegeven (lichtkracht binnen straal r, massa binnen straal r, moleculair gewicht, opaciteit, ..). Welke vorm van energietransport is er dominant in deze laag.
 
===mondeling===
*populatie III sterren
*hydrostatisch evenwicht? ok voor ster?
*convectief overschieten
*hayashispoor
*ON-sterren
*s-proces
*wat is een P-cygni-profiel
*wat is een polytroop
*...


'''Mondeling'''
#* populatie III sterren
#* hydrostatisch evenwicht? ok voor ster?
#* convectief overschieten
#* hayashispoor
#* ON-sterren
#* s-proces
#* wat is een P-cygni-profiel
#* wat is een polytroop
#* ...


[[Categorie:3bf]]
[[Categorie:3bw]]
[[Categorie:mf]]
[[Categorie:Ms]]
[[Categorie:Ms]]

Huidige versie van 19 jan 2024 17:39

Samenvattingen

Klik hier om de samenvattingen te bekijken

Introduction

2023-2024 onwards: Taught by Pablo Marchant. On the exam, you can expect exercises from the exercises he gives during the lectures. For the 'evolution' part, chapters 10, 11 and 12 of Conny Aerts' notes need to be known. On the exam, you can only bring Pablo's notes he wrote for the 'stellar structure' part. No exercises or other notes are allowed.

The last lecture serves as a revision class, where Pablo goes over the most important highlights one last time. This is also an excellent opportunity to ask the last questions before the exam. (Was organised in between the exams in 2024).

The two MESA labs are given by Annachiara Picco. If you score N/4 point for a lab, it will count for N/20 points on the final grade. This way, the more you score, the more it is on. So, if you score the maximum, you get 4/4 points, if you score 50%, you get 1/2 points on the final grade of 20.


2020-2021: This course is taught by professor Conny Aerts. In the year 2020-2021, she summarised the exam on Toledo as: "The total examination consists of two parts, both of which in written format. 1: Three written reports of MESA lab work. The tasks of these MESA labs are provided during the MESA lab session and via Toledo. This part of the exam covers 8 points. 2: A classical written closed-book theory exam based on the contents of the course covered by the theory lectures and their slides, as well as the lecture notes. This written exam covers 12 points. The theory exam is a closed-book exam but the file 2020_SSE_Formulae_for_Exam.pdf can be brought and used during the exam, provided nothing is added to its version on Toledo. A pocket calculator can also be brought and used during the theory exam. During this exam, each student must bring their own formulae form and pocket calculator, these will not be exchanged between students. The closed-book theory exam consists of questions testing both knowledge and insight. The students are expected to be able to explain the meaning of a figure from the lecture notes or from the slides, all of which are available on Toledo. They are also expected to be able to use these figures in exercises. It is not expected that students are able to reproduce the figures."

At the end of the semester, professor Aerts sets up a Q&A session where you can ask any question about the practical aspects of the course or about the material. She also uploads a file outlining what is to be studied for the exam and what parts she will not ask questions about.

The MESA labs are given by the teaching assistant Stefano Garcia and are outlined very clearly, so you will always know what is and isn't expected of you. Stefano welcomes questions during his lectures or afterwards by e-mail.

Exam questions

2023-2024

Exam January, 19 2024

2020-2021

1 (5 points, max 2 pages): Explain with words why there is a lower limit on the mass of main sequence stars.

Give the equation to solve for this lower limit, but you do not actually have to solve it.

Given a figure plotting the luminosity of a gaseous sphere of mass 1M_sol over time for different masses, find the Mass-Luminosity relation after 10^7 years since the onset of deuterium burning (i.e. $L \propto M^\eta$, search $\eta$). Is this power greater or smaller than the Mass-Luminosity relation on the main sequence? Explain physically why.

2 (4 points, max 1 page): See the right plot of figure 7.1, plotting three MESA models' stellar tracks of 5M_sol stars for different values of the CBM overshoot parameter. Mark for each star the central hydrogen burning phase. Mark which model uses the greatest overshoot parameter. What would you consider the most important impact of changing the overshoot parameter?

Explain what the Hertzsprung gap is and mark where it is on the given figure. How do we observe this gap? Estimate as precisely as possible using the given figure how long the star spends in this gap using the given figure.

3 (3 points, max 1 page for all six): Briefly explain the following six terms and mention for what initial mass regimes and during which stage of a star's life they are relevant.

1) Eddington limit

2) Hayashi track

3) Initial Mass Function

4) Pulsar

5) s-process

6) Hydrostatic equilibrium

2018-2019

03 September 2019

2017-2018

01 February 2018

2016-2017

01 February 2017

Academiejaar 2012-2013

11 januari 2013 (VM)

11 januari 2013 (VM)

?? januari 2013

?? januari 2013

Academiejaar 2010-2011

14 januari 2011

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (12 punten, max. 2 bladzijden) De verrijking van het heelal.
    • Wat is de massafractie van He en H in het begin? En leg uit.
    • Bespreek welke sterren voornamelijk verantwoordelijk zijn voor de verrijking van het heelal voor de elementen He, C, Fe en Tc en in welke fasen dit gebeurde. Waarom is Tc zo belangrijk? (Dit was eigenlijk opgesplitst per element en ik neem aan de puntenverdeling ook)
  2. (10 punten, max. 1 bladzijde) Ontaarding speelt een belangrijke rol in de sterevolutie. Speelt deze een rol bij de volgende sterren (ja of nee + uitleg)? Witte dwerg, bruine dwerg, Wolf-Rayet ster, AGB-sterren, ZAHB sterren.
  3. (8 punten) Oefening. Bepaal het massaverlies van een ster van 60 zonsmassa's tijdens de hoofdreeksfase:
    • Bereken de ontsnappingssnelheid vesc.
    • Bepaal v∞ als je weet dat v∞=1.92vesc en bereken vervolgens M˙.
    • Hoeveel massa verliest deze ster tijdens hoofdreeksfase?
    • Zorgt dit massaverlies erdoor dat de ster langer of korter op de hoofdreeks blijft? Leg uit.

Mondeling

(10 punten)

    • hydrostatische druk
    • viriaaltheorema
    • Born again scenario
    • Wat zijn de verschillende manieren van energietransport in een ster. Welke parameter bepaalt welke van deze manieren voorkomt?
    • Wat is de structuur van een witte dwerg (+ welke sterren evolueren tot witte dwergen)?
    • Wat is de structuur van een neutronenster? Welke massa kan een neutronenster hebben?
    • De Schönberg-Chandrasekar-limiet, leg uit.
    • Trippel alfa reactie
    • Henyey spoor
    • ...

Academiejaar 2009-2010

11 januari 2010

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (12 ptn, max 2 blz) Gegeven de grafieken uit de cursus over massa-lichtkracht en massastraal. Waarvoor staat de volle lijn, de driehoekjes en de puntjes? Bespreek de relatie (de knik rond 1 zonsmassa), en bespreek wat volgend jou het belangrijkste verband tussen L, M en R is.
  2. (8 ptn, max 1 blz) Bespreek thermische pulsen. In welke sterren treden ze op, in welke fase, wat gebeurt er precies en hoe beïnvloedt dit het leven van de ster?
  3. (10 ptn, max 2 blz) Stel dat de functie F(t) de fractionele massa in het heelal voorstelt, zodat dus F(0) = 1. Gegeven is nu dat F afneemt evenredig met F^2. Bepaal de evenredigheid, als je weet dat F = 0.05 op dit moment. Bepaal nu ook wanneer F = 0.5 en wanneer de huidige hoeveelheid nog eens zal halveren (F = 0.025). Bespreek de gevolgen voor de metalliciteit van het heelal.

Mondeling

(10 punten)

    • Schonberg-Chandrasekhar
    • Pulsar
    • Horizontale tak
    • Jeansmassa
    • Hydrostatisch evenwicht
    • Rosseland gemiddelde
    • Initiele massafunctie
    • r proces
    • Spectraaltype
    • Bruine dwerg

7 september 2010

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (10 punten, max. 2 bladzijden) Grafiek uit de cursus gegeven. Daarop was het HR-diagram te zien, met het evolutiespoor op de hoofdreeks van sterren met een massa tussen 1 en 3 zonsmassa's. De hoofdreeks was aangegeven met een streepjeslijn, de evolutie na de hoofdreeks met een stippelijn. Wat is de streepjeslijn? Wat is de volle lijn? Wat is de stippelijn? Welke fysiche parameters zijn allemaal verantwoordelijk voor het verschil in de vorm van evolutie op de hoofdreeks voor deze sterren.
  2. (8 punten) Een ster van 15 zonsmassa's met X=0.74 en Y=0.24. Gegeven een aantal grafieken met temperatuur, dichtheid, lichtkracht en druk in functie van r/R. Zijn er lagen in deze ster waarvoor dat de stralingsdruk gelijk is aan de gasdruk? Zo ja, waarom? Zo nee, waarom niet? Je mag dingen aanduiden op de grafieken.
  3. (12 punten, max. 2 bladzijden) Bepaal de effectieve temperatuur van sterren aan de onderkant van de hoofdreeks. Bepaal ook de nauwkeurigheid van je schatting. Kunnen er bij deze temperatuur moleculen voorkomen in de buitenlaag van deze ster? Hoe zouden we die kunnen waarnemen? Bepaal ook de levensduur van deze ster, samen met de nauwkeurigheid van je schatting.

Mondeling

(10 punten)

    • Thermische pulsen
    • Meest stabiele element?
    • Derde dredge-up
    • Hydrostatisch evenwicht?

Academiejaar 2008-2009

21 januari 2009

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (9 ptn, max 2blz) De massa van een ster kan niet zomaar eerder welke waarde aannemen. Geef het interval waarin een stermassa zich kan bevinden. Waarom is er een onderlimiet? Leg uit hoe deze limiet bepaald wordt. Waarom is er een bovenlimiet? Leg uit hoe deze limiet bepaald wordt.
  2. (12 ptn) Maak aantekeningen op bijgevoegde figuur (een soort samenvoeging van afb. 8.5 pag.127 en afb. 9.1 pag. 130). Geef de definitie van volgende types sterren (max. 3 zinnen per type). Duid op de figuur aan waar ze zich bevinden, met de gegeven lettercode. Schrijf voor alle opgenoemde types sterren die een evolutionaire sequens volgen, deze sequens op in termen van de cijfercode.
    1. Horizontale tak sterren
    2. Rode reuzen
    3. Witte dwergen
    4. Planetaire nevels
    5. Wolf-Rayet sterren
  3. (9 ptn) In figuur 2 vindt u de waargenomen HR-diagrammen van drie sterrenclusters. Bepaal de leeftijd van deze drie clusters. Geef alle details van de berekening die u maakt weer. Rangschik de drie clusters van jong naar oud. -> Sterrenclusters Hyades, M3 en Pleiades.

Mondeling

    • NO-ster
    • P-Cygni ster
    • Verklaar stap A->B op afbeelding 9.8 pagina 139
    • Wat zijn polytropen en waar worden ze gebruikt in de cursus?
    • Leg uit Schwartzschildstraal, en hoe groot is die ongeveer?
    • Voor de rest allemaal vragen die al ergens vermeld staan zoals hydrostatisch evenwicht, s-proces, ...

Academiejaar 2007-2008

21 januari 2008

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (8 ptn, max 2 blz) Leid de vergelijking van massabehoud af voor een sferisch symmetrische ster. Geef aan welke veronderstellingen je hierbij gemaakt hebt. Voor welke sterren en fasen in de evolutie is dit geen goede benadering? Geef hiervoor een alternatieve wet.
  2. (12 ptn) Gegeven zijn twee figuren: het HR-diagram voor een ster van vijf zonsmassa's (populatie I) en het diagram van de inwendige evolutie van de ster.
    • Bespreek de bijgaande figuren. Leg alles uit wat volgens jou belangrijk is en bespreek hierbij de evolutie van de ster. (max 3 blz)
    • Wat zou er veranderen voor een ster met een massa van 8 zonsmassa's? Leg telkens uit waarom er iets wel of niet verandert. (max 2 blz)
    • Wat is volgens jou de belangrijkste bijdrage van deze twee sterren aan de chemische verrijking van het heelal? (max 1 blz)
  3. (10 ptn)
    • Toon aan dat het Schwarzschildcriterium ook kan geschreven worden als l(r)Ledd(r)<4PradP∇ad.
    • Beschouw een radiatieve laag in een ster, waarin een constante opaciteit κ heerst. Zij 1−β=PradP eveneens constant. Toon aan dat 1−β=l(r)Ledd(r). (Hint: je kan deze oefening het makkelijkst oplossen door gebruik te maken van de Eddingtonvergelijking voor energietransport)
    • Stel dat de kern van dezelfde ster als in vorige oefening volledig convectief is, en dat er geen kernreacties buiten deze kern plaatsvinden. Toon aan dat de massafractie van de kern gegeven is door 1/(4∇ad)=5/8.

Mondeling

(10 punten)

    • Leg uit: hydrostatische druk. Is dit een geldige benadering voor een ster?
    • Leg uit: Rosselandgemiddelde
    • Leg uit: initiële massafunctie
    • Leg uit: spectraallijn
    • Leg uit: Herbig Ae/Be-ster
    • Welke nucleaire fase vindt er plaats in kern bij de AGB-fase?
    • Welke verbranding vindt er plaats in de horizontale tak?
    • Wat is een supernova van type I?
    • Leg uit: Jeansmassa
    • ...

25 januari 2008

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (10 ptn, max 3blz) Leid de Eddington vergelijking voor het energietransport door straling af. Geef aan welke veronderstelling je hierbij gemaakt hebt. Voor welke sterren en fasen in de evolutie is dit geen goede benadering? Leg uit waarom dat zo is.
  2. (10 ptn) Gegeven een figuur van de horizontale tak (zie cursus fig. 11.4 p.162).
    • Bespreek de bijgaande figuur. Leg uit wat volgens U belangrijk is. (min. 1blz, max. 2,5 blz)
    • Waar komt onze zon vlak na de heliumflits terecht? Leg uit waarom.(max. 0,5 blz)
    • Teken en bespreek de evolutie van een ster met M=0,6 (zie fig.) van na de heliumflits tot aan de AGB. (max. 1blz)
  3. (10 ptn) Gegeven de evolutie van een ster op de AGB die met volgende formule kan beschreven worden: LsterLzon=5,2*104(MkernMzon−0,456). De massa van de kern neemt toe met: M˙kernMzon=10−11LsterLzon Onderstel dat de ster bij het begin van de AGB een lichtkracht heeft gelijk aan 103Lzon en een totale massa van 2Mzon.
    • Bereken een vergelijking voor de lichtkracht in functie van de tijd. Schat hoeveel de lichtkracht is op het einde van de AGB.
    • Tijdens de AGB is de temperatuur ongeveer constant. Schat de straal van de ster in functie van de tijd, gegeven Teff=3000K. Schat de straal op het einde van de AGB.
    • Bereken de massa van de kern in functie van de tijd. Schat de massa van de witte dwerg die gevormd wordt.

Mondeling

(10 punten)

    • Leg uit: hydrostatisch evenwicht
    • T-Tauri ster
    • Luminositeitsklasse
    • Wat is een pulsar
    • leg in woorden uit wat het gemiddeld moleculair gewicht is
    • r-proces, wat en bij welke sterren
    • wat is het keerpunt voor een sterrencluster
    • wat is de Eddington limiet
    • leg uit: nucleaire tijdschaal
    • weet ik niet meer

Academiejaar 2006-2007

22 januari 2007 (VM)

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (12 punten, max 3 blz)
    • Leid een uitdrukking af voor μ¯.
    • Bereken dit voor de Zon aan het begin van haar hoofdreeksfase (X,Y,Z waren gegeven). Doe dit ook voor een ster in de Magelhaense wolk met X = 0.746, Y = 0.25 en Z = 0.004. Schat μ¯ voor deze sterren indien ze op het einde van hun hoofdreeksfase zijn.
    • Waarom zijn de Y,Z waarden voor de Zon hoger dan die voor sterren in de omgeving van de Magelhaense wolk? Bespreek in functie van de evolutie van het heelal.
  2. (8 punten, max 2 blz)
    • Bespreek de evolutie van een ster met initiële massa van 25 Zonsmassa's vanaan de ZAMS tot het einde van haar leven.
    • Schat de totale levensduur van de ster en geef zelf een fout hierop.
  3. (10 punten, max 2 blz) Neem een ster met volgende (realistische) dichtheid: ρ(r)=ρc(1−(rR)2) met ρc de centrale dichtheid.
    • Wat zijn m(r) en M?
    • Toon aan dat de gemiddelde dichtheid 0.4ρc bedraagt.
    • Schat de centrale druk. Geef de centrale temperatuur ifv M, R en µ; indien de sterkern beschreven kan worden door een ideaal gas.
    • Schat de minimale massa om de pp1 reactie in deze ster te kunnen laten plaatsvinden. Hiervoor moet T=4.106K gelden.

Mondeling

(10 punten)

    • Wat is de voornaamste energiebron op de AGB?
    • hydrostatisch evenwicht
    • dredge-up
    • initiële massafunctie, hoe ziet deze er (in woorden) uit?
    • Herbig Ae/Be ster
    • Spectraaltype
    • horizontale tak, welke verbranding gebeurt er dan?
    • Supernova type I, hoe ontstaat deze?
    • Welke H-verbranding vindt plaats in een ster van 1 zonsmassa? Vanaf welke massa een andere energiebron?
    • Rosseland-gemiddelde voor opactiteit

22 januari 2007 (NM)

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (14 punten, max 4 blz)
    • Leid het Schwarzschild criterium voor dynamische stabiliteit af en leg uit wat de fysische betekenis ervan is.
    • Geef twee omstandigheden waarbij aan dit criterium niet voldaan is.
    • Teken de zones waar niet voldaan is aan dit criterium voor de zon en voor de LBV eta Carina.
  2. (8 punten, max 2 blz)
    • Geef de volledige evolutie van een ster met geboortemassa 5 zonsmassa's van de ZAMS tot het eindproduct. Bespreek daarbij de typische sterstructuur.
    • Maak een schatting van de levensduur van deze ster, en vermeld hoe nauwkeurig deze berekening je lijkt.
  3. (8 punten, max 1 blz) Gegeven: Stercluster M13, met vijf miljoen sterren en een gemiddelde massa van 1/2 zonsmassa. Bereken of deze cluster ontstaan kan zijn 50000 jaar na de Big Bang, gegeven dat de temperatuur dan 4000K bedroeg, de dichtheid 10^{-17} g/cm³ en dat de temperatuur koud genoeg was om de electronen en nucleonen om te combineren tot stabiele elementen.

Mondeling

(10 punten)

    • wat bepaalt de luminositeitsklasse van een ster?
    • wat is een pulsar?
    • leg in woorden uit wat het gemiddeld moleculair gewicht is
    • hydrostatisch evenwicht: wat is het, is dit een goede benadering voor eens ster?
    • wat zijn T-Tauri sterren?
    • een ster met massa 1/2 zonsmassa: welke verbranding is daar actief? Wat bepaalt overgang naar CNO?
    • wat/wanneer r-proces?
    • wat is het keerpunt voor een sterrencluster?
    • wat is de eddington limiet?
    • de laatste weet ik niet meer...

25 januari 2007 (VM)

Het examen stond op 40 punten.

Schriftelijk

  1. (12ptn, max. 4 blz.)
    • Bespreek kort de verschillende types melkwegstelsels.
    • Hoe kan men de chemische verrijking van de sterrenstelsels bepalen indien door sterevolutiemodellen gekend is hoeveel waterstof, helium en zware elementen en de sterren tijdens hun leven teruggeven aan het interstellair midden? Gebeurt deze verrijking lineair in de tijd?
    • In welk type sterrenstelsel besproken in 1(a) gebeurt deze verrijking het efficiënst?
    • Kun je, naast sterevolutie, een ander proces bedenken waarbij de chemische samenstelling van een sterrenstelsel wijzigt?
  2. (8ptn, max. 2 blz.) Bespreek de evolutie van een ster met een massa van 2 zonsmassa's vanaf de ZAMS tot het eindproduct. Geef een schatting van de levensduur van deze ster, en zeg hoe nauwkeurig deze schatting is.
  3. (10ptn, max. 1 blz.) Gegeven een ster met massa M0. Stel dat die aan verbranding doet in de kern en dat daarbij een energie per massaeenheid verbrande stof vrijkomt van Q, en dat de ster een lichtkracht L heeft. Veronderstel ook dat de ster onderhevig is aan een stralingsgedreven sterrenwind M˙CAK=10−8MO⋅ /jaar.
    • Geef de massa Mkern(t) van de kern als functie van de tijd. Veronderstel daarbij Mkern(0)=0.
    • Geef de massa Mschil(t) van de schil als functie van de tijd. Veronderstel daarbij Mschil(0)=M0.
    • Geef de massa van de kern als heel de mantel weggeblazen is.
    • Leg een voorwaarde op M0 in functie van L, Q en het massaverlies indien het eindproduct van deze ster een witte dwerg is.

Mondeling

(10 punten)

    • Hydrostatisch evenwicht; OK voor een ster?
    • LBV; waarom V?
    • Henyeysporen
    • Hertzsprung gap
    • Ster van 5 zonsmassa's: welke waterstofverbranding?
    • Jeansmassa
    • Helmholtz-Kelvin tijdschaal
    • Hoe ontstaan type II supernova's?
    • Bespreek in woorden ∇ad
    • ...

1 februari 2007 (VM)

Schriftelijk

  1. Bespreek de stervorming vanaf het einde van het fragmentatieproces tot aan de hoofdreeksfase. Zeg welke parameter cruciaal is voor dit proces. Waartoe behoort onze zon, en de LBV eta carina?
  2. Bespreek de evolutie van een ster van 8 zonsmassa's van de hoofdreeks tot het einde van haar leven. Schat de totale levensduur van de ster + schatting van de relatieve juistheid van je schatting.
  3. Er waren een aantal grootheden gegeven (lichtkracht binnen straal r, massa binnen straal r, moleculair gewicht, opaciteit, ..). Welke vorm van energietransport is er dominant in deze laag.

Mondeling

    • populatie III sterren
    • hydrostatisch evenwicht? ok voor ster?
    • convectief overschieten
    • hayashispoor
    • ON-sterren
    • s-proces
    • wat is een P-cygni-profiel
    • wat is een polytroop
    • ...
Overgenomen van "http://examens.wina.be/index.php?title=Stellar_Structure_and_Evolution&oldid=21150"