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Neutronensterne. Gliederung 1. Was ist ein Neutronenstern? 2. Historisches 3. Allgemeine Sternentwicklung 4. Stabilität 5. Entstehung 6. Aufbau 7. Eigenschaften.

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1 Neutronensterne

2 Gliederung 1. Was ist ein Neutronenstern? 2. Historisches 3. Allgemeine Sternentwicklung 4. Stabilität 5. Entstehung 6. Aufbau 7. Eigenschaften 8. Quellen

3 1. Was ist ein Neutronenstern?

4 Astronomisches Objekt Hauptbestandteil Neutronen Endprodukt der Sternentwicklung Sehr hohe Dichte

5 2. Historisches 1932: Entdeckung des Neutrons 1934: Baade und Zwicky sehen Neutronensterne als Rest einer Supernova 1939: Oppenheimer und Volkoff machen erste Berechnungen zu Neutronen bei großen Dichten

6 2. Historisches 1962: Kosmische Röntgenquellen und Quasare 1967: Pulsare 1968: Pulsare sind schnell rotierende Neutronensterne

7 3. Allgemeine Sternentwicklung Chandrasekhar-Limit: Obergrenze der Masse eines Sterns, der durch Elektronen- /Neutronenentartungsdruck stabilisiert wird Elektronen: 1,44 M Sonne Neutronen: 3 M Sonne

8 3. Allgemeine Sternentwicklung M Stern < 1,44 M Sonne weißer Zwerg 1,44 M Sonne < M Stern < 3 M Sonne Neutronenstern M Stern > 3 M Sonne schwarzes Loch

9 4. Stabilität Entartungsdruck: bei sehr hohen Dichten Pauli-Prinzip: Fermionen (Protonen, Neutronen, Elektronen) können nicht am gleichen Ort im gleichen Zustand vorliegen Beispiele: weißer Zwerg (Elektronen), Neutronenstern (Neutronen)

10 5. Entstehung Voraussetzungen: Kernmasse zwischen 1,44 M Sonne und 3 M Sonne Kern aus Eisen und Nickel durch Brennphasen Kernkollaps-Supernova

11 5. Entstehung Ausgangspunkt: Kern des Sterns aus Eisenatomkernen und freien Elektronen 1x10 12 kg/m 3 : Neutronisation p + + e - n + ν e Anreicherung von Neutronen in den Atomkernen

12 5. Entstehung 4x10 14 kg/m 3 : neutron drip freie Neutronen 4x10 15 kg/m 3 : Neutronenentartungsdruck supraflüssige Neutronen

13 5. Entstehung 2x10 17 kg/m 3 : Auflösung der Atomkerne supraleitende Protonen ?? 4x10 17 kg/m 3 : Elementarteilchen?? so hohe Dichten kaum erforscht

14 6. Aufbau

15 Atmosphäre: wenige Zentimeterdicke Plasmaschicht bestimmt Photonen- spektrum

16 6. Aufbau Äußere Kruste: Gitter aus Atom- kernen freie Elektronen 300 m dick

17 6. Aufbau Innere Kruste: freie Neutronen neutronenreiche Atomkerne freie Elektronen 600 m dick

18 6. Aufbau Äußerer Kern: freie Neutronen freie Protonen freie Elektronen Verhältnis 8:1:1

19 6. Aufbau Innerer Kern: freie Quarks oder Bose-Einstein- Kondensat oder ???

20 7. Eigenschaften Masse: zwischen 1,44 M Sonne und 3 M Sonne Radius: 10 bis 15 km Dichte: 0 an der Oberfläche bis kg/m³ im Kern Temperatur: K nach Supernova, abkühlend

21 7. Eigenschaften Gravitation: m/s

22 8. Quellen An Introduction to Modern Astrophysics, Second Edition, Bradley W. Carroll, Dale A. Ostlie, Second Edition Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars, The Physics of Compact Objects, Stuart L. Shapiro, Saul A. Teukolsky e2.shtml aft-interessant-gemacht-%E2%80%93-teil-28-%E2%80%93- was-ist-ein-quarkstern/


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