Entwicklung der Sterne II

Präsentation zum Thema: "Entwicklung der Sterne II"—  Präsentation transkript:

1 Entwicklung der Sterne II
Das Ende Weiße Zwerge, Neutronen Sterne, Schwarze Löcher Bla Bla von Jörn-Oliver Vogel

2 Entwicklung nach dem Hauptreihenstadium
Leichte Sterne Weiße Zwerge Massivere Sterne M>8Msol Supernova Neutronensterne Schwarze Löcher Hawkingstrahlung Primordiale Schwarze Löcher

3 Sternenentwicklung nach dem Hauptreihenstadium
Stark von Masse und Zusammensetzung abhängig

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5 : 1-2: Hauptreihen-Stadium 2-3 : Erschöpfung des H-Vorrats im Kern
3-4:H-Brennen in Schale um He Kern 6:Begin He-Brennen im Kern

6 pp- Kette Wasserstofffusion nach He Kern wird Wasserstoff arm
H Fusion in Schale um den isothermen He-Kern -> Schönberg Chandrasekhar Limit Für M=1Msol 1-2 7E9 Jahre und M=15Msol

7 Bei genügend hohen Temperaturen zündet der Tripple-Alpha-Prozess
Kern kollabiert und wird vom Elektronenentartungsdruck aufrechterhalten Bei genügend hohen Temperaturen zündet der Tripple-Alpha-Prozess für M<2Msol ist die Zündung explosiv (Helium Core Flash), so dass keine kontinuierliche Fusion stattfindet. -> Teilweise Abstoßung der Hülle MKern=1,5 Msol R=0,008 Rsol =3E10kg/m3 The 3 A process is strongly temperature dependent -> Because the degeneracy

8 Zurück bleibt ein weißer Zwerg

9 Planetary Nebular with white Dwarf

10 Entwicklung Massiverer Sterne
Fusion von schwereren Kernen Immer weniger Energie/Fusion entsteht -> starker Umsatz um Druck zu erhalten

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12 Supernova Nach dem Ende des Fe-Brennens (1Tag)
T=8E9K , =1E10g/cm3 for M=15Msol ->Photodeintegration->Elektroneneinfang-> plötzlicher Verlust des Elektronenentartungsdruck Freier Fall auf Zentrum bis 3XKerndicht (8E14g/cm3) erreicht ist Bei Elektroneneinfang->Neutrinoproduktion Rückprall einfallender Materie am Neutronenkern->Schockwelle nach Außen

13 Kollision Schockwelle und weiter einfallende Materie
99% der 5E47J wird als Neutrinostrahlung abgeben Verdichtung(optisch dicht für Neutrinos) und Photodesintegration-> Energieverlust+Erhöhung Teilchenzahl Druckwelle ->Abstoßung der Hülle Freie Neutronen lagern an Fe-Kerne Synthese von schweren Elementen

14 Fit SN

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16 SN1054 Krebsnebel

17 SN 1998dh in NGC 7541 SN 1998S in NGC 3877

18 Neutronen Sterne 1932 Von Walter Baade und Fritz Zwicky vorgeschlagen
Die Neutronen Sterne entstehen aus den entarteten Kernen von Supergiganten in der Nähe der Chandrasekhar Grenze maximal 3*Msol

19 Der Radius beträgt für M=1.4 Msol etwa 10-15 km
Die Dichte beträgt 6.65E14 g/cm3 ungefähr das Doppelte der normalen Kerndichten( Erdbevölkerung wäre auf 1cm3 komprimiert ) Die Beschleunigung auf der Oberfläche ist 190*109gErde

20 Aufbau Es gilt den Gleichgewichtszustand von 10^57 Nukleonen zu finden
Bei hohen Dichten werden die Elektronen relativistisch und Elektroneneinfang durch die Kerne ist möglich(Neutronization)

21 Bei roh 4E11g/cm^3 freie Neutronen außerhalb der Kerne (neutron drip)
Da die Elektronen komplett degeneriert sind, sind eine freien Zustände mehr für das Elektron aus dem Betazerfall frei. Bei roh 4E11g/cm^3 freie Neutronen außerhalb der Kerne (neutron drip) Frage

22 Für Dichten von 4E12 g/cm^3 übersteigt der Druck durch degenerierte Neutronen den Elektronen
Wenn die Dichte der Kerndichten entspricht gibt es nur noch ein Gemisch aus n, p und e in einem Verhältnis 8:1:1. n und p in Form von Superfluiden

23 Für höhere Dichten sind die Mechanismen noch sehr unbekannt, hier freie Neutronen via Starken WW untereinander und mit den Freien Protonen ww. Für die doppelte Kerndichte sind außerdem Neutronenzerfälle in Proton und Pi- möglich Die maximale Masse ist 3*Msol

24 Abgeleitete Eigenschaften
Impulserhaltung+ stark Kontraktion –> sehr schnelle Rotation Erhaltung des Magnetischenflusse -> extremstarkes Magnetfeld Schnelle Rotation+starkes B-Feld -> Pulsar

25 Entstehung bei T=10^11K Abkühlung URCA Prozess für 1 Tag(bis zur Entartung der Kernbausteine)
Ab T=10^9 für tausend Jahre andere Neutrinoemissionen Danach Photonstrahlung von der 10^6 K heißen Oberfläche, mit Lsol und mit Maximum im Röntgenbereich

26 Krebs Pulsar in Röntgen- und sichtbaren Licht

27 Schwarze Löcher Entstehung Durch Supernovae
Beim Urknall bzw. kurz danach (primordial) Neutronenstern in einem engen Doppelsternensystem

28 Übersteigt die Masse des Kerns nach einer Supernova 3
Übersteigt die Masse des Kerns nach einer Supernova 3*Msol so kann die Neutronenentartung nicht mehr entgegenwirken- Der Kern kollabiert zu eine Singularität

29 Schwarze Löcher : Alle Objekte deren Masse innerhalb des Schwarzschildradius konzentriert ist
S.L. umgeben von Ereignishorizont Von Außen ist ist die Zeit am E.H. eingefroren S.L. hat 3 Quantenzahlen Masse, Drehimpuls, elektrische ?(magnetische) Ladung

30 Suche Nach S.L. Suche nach Doppelsternen die Röntgenstrahlen aussenden
->Berechnung der Masse (M>3Msol)

31 "SgrA*" Radio Quelle

32 Hawking Strahlung Klassische allg. Relativitätstheorie unendliche Lebensdauer Stephen 1974 Hawking : QM+GR S.L. verdampfen langsam proportional zu 1/M^2

33 mechanismus Vakuumpolarisation eines der virtuellen Teil gerät innerhalb von Rs. Es wurde ein reelles Teilchen erschaffen und ein Teil der S.L. Masse verbraucht

34 Der Nettoeffekt Emission von Gammastrahlung
Im Endstadium Explosion von Partikeln Primordiale S.L. von 5*11Kg würden bei Entstehung vor 20 bis 20 Milliarden Jahren Gammastrahlung mit 100 MeV aussenden Obergrenze: nicht mehr als 200 Primordiale SL mit 5*1011Kg in jedem Kubiklichtjahr

35 Literatur Modern Astrophysics, B.W. Carroll& D.A. Ostlie; Addison-Wesley Experimentalphysik 4, Demtröder; Springer

36 Zu guter Letzt: Frohes Fest!