Zusammenfassung
Das Gebiet der astrophysikalischen Hydrodynamik konzentriert sich auf die Betrachtung statischer und dynamischer Probleme bei Fluiden in nichtterrestrischen Umgebungen. Da Sterne aus Gasen bestehen, sollten dort kinetische Gastheorie und Gasdynamik dominieren. Das Gas ist jedoch meist im Wesentlichen homogen und erzeugt sein eigenes Gravitationsfeld; es simuliert so die Bewegung eines Fluids im Feld. Die mittlere freie Weglänge ist im Vergleich zu jeder relevanten Größenskala des Sterns klein, so dass Störungen ausgewaschen werden und die Sternstruktur kontinuierlich ist. Sterne (und andere kosmische Materieansammlungen) können also stets auf bestimmten Längen- und/oder Zeitskalen durch eine hydrodynamische Approximation beschrieben werden. Alle Arten von hydrodynamischem Fluss, die sich auf der Erde beobachten lassen, finden sich auch im Universum, jedoch auf wesentlich größeren Skalen. Hier werden Schockwellen in der Astrophysik und die Rankine-Hugoniot-Bedingungen als ein repräsentatives Kapitel herausgegriffen.
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Notes
- 1.
Georg Bernhard Riemann (\(\ast\)1826 Breselenz bei Dannenberg, †1866 Selasca bei Verbania).
- 2.
Ernst Mach (\(\ast\)1838 Chirlitz-Turas, †1916 Vaterstetten bei München).
- 3.
Das Gas beschleunigt, wenn es in das durch die Sterne erzeugte Gravitationspotenzial eintritt, und bremst ab beim Austritt. Die nichtlinearen Bewegungsgleichungen zeigen dabei Schocklösungen.
Literatur
Shore, S.N.: Astrophysical Hydrodynamics – an Introduction. Wiley-VCH, (2007)
Carroll, B.W., Ostlie, D.A.: An Introduction to Modern Astrophysics, 2. Aufl. Addison Wesley (2006)
Riemann, B.: Ueber die Fortpflanzung ebener Luftwellen von endlicher Schwingungsweite. Abh. Kgl. Ges. Wiss. zu Göttingen 8, 1 (1860)
Rankine, W.J.M.: On the Thermodynamic Theory of Waves of Finite Longitudinal Disturbance. Philosophical Transactions 160, 270 (1870)
Hugoniot, H.: Mémoire sur la propagation du mouvement dans les corps et spécialement dans les gases parfaits. Journal de l’École Polytechnique Paris 57, 3 (1887)
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Wolschin, G. (2016). Astrophysikalische Hydrodynamik. In: Hydrodynamik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-48024-3_9
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