Eine Masse-Radius-Beziehung Weißer und Brauner Zwerge - Ein einfaches Modell

Diverse Studien zeigen, dass die Behandlung astrophysikalischer Themen das Interesse an der Physik steigern kann. Dementsprechend sollten derartige Themen in der Schule in allen Stufen behandelt werden, speziell wenn sie die Möglichkeit bieten, verschiedene Bereiche der Physik zu verbinden.In der Astrophysik ist die Masse-Radius-Beziehung für Hauptreihensterne im Allgemeinen bekannt. Weniger verbreitet ist jedoch, dass sich für die meisten Himmelskörper im hydrostatischen Gleichgewicht eine Masse-Radius-Beziehung herleiten lässt und dass sich die Proportionalitäten dabei deutlich unterscheiden können.Es wird gezeigt, wie man mit Oberstufenphysik und elementarer Mathematik eine Masse-Radius-Beziehung für Weiße und Braune Zwerge herleiten und dabei Mechanik, Quantenphysik und Thermodynamik verbinden kann. Gleichzeitig können die Lernenden erkennen, dass Weiße und Braune Zwerge – entgegen der Intuition – mit zunehmender Masse kleiner werden.Mithilfe ähnlicher Überlegungen kann man auch für andere Himmelskörper, wie etwa Gasplaneten, eine Masse-Radius-Beziehung herleiten