dunkle Materie?

UMa

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Hallo MAC,

der Arches Haufen wird sich mit dieser IMF wohl nicht abbilden lassen. Allerdings ist auch er in einem dicken cyanen Punkt im Bild auf Seite 30 des Papers (Preprint 0201098) augeführt. Dort sieht man auch die Streuungen des Parameters alpha.

Grüße UMa
 

mac

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Hallo!

Eure Fragen:
Ja, ich dachte an Gas - vor allem an Wasserstoff. In welcher Form würde "baryonische" Materie denn sonst vorliegen können? Schwarze Löcher? (kann man da noch von baryonisch sprechen???)
Die Gesamthelligkeit der Galaxien ist nur ~25e9 Sonnenleuchtkräfte für Andromeda und 16-20e9 Sonnenleuchtkräfte (Unsicherheit Faktor ~2) für die Milchstraße, … Staub und Gas würde man im Infraroten bzw. Radiobereich sehen.
Was bleibt noch?
… Überlege dir doch mal wie hell z.B. Andromeda (besser beobachtbar, da durch weniger Staub gesehen werden muss) wäre wenn es so viele massive Sterne gäbe.
UMa und Bynaus, waren Auslöser für eine Menge (interessanter) Arbeit.

Im Laufe dieser Recherche habe ich mehrmals niedergeschlagen geglaubt, ich muß mein Modell einstampfen.

Als, von meinen Daten und Überlegungen unabhängige Prüfung meines Modells hatte ich mir überlegt, dass eine Vorhersage der Anzahl von Supernovaexplosionen für mich machbar sein sollte. Die Daten dazu kenne ich ja. (20 +-8 in 1000 Jahren in der Milchstrasse). Da ich von Dir UMa, die Zahl von 60E9 Sonnenmassen als realistische? Schätzung für die Anzahl der (noch leuchtenden) Sterne in der Milchstrasse gelesen hatte, nahm ich das als Prüfstein.

Anzahl aller, mit den beiden Modellen errechneter Sterne schwerer 8M0 geteilt durch 13,5 Milliarden Jahre Lebensdauer des Universums, mal 1000 Jahre. P. Kroupa: 24,8, MAC: 3940!

Ja, dass ich hier fast über meine Unterlippe gestolpert wäre, kann man sich denken. Pavel macht ne’ Punktlandung und ich krieche weit draußen auf dem Acker aus meinen Trümmern.

Als ich, leicht melancholisch :cool: , über die Möglichkeit nachdachte, dass an der DM vielleicht doch was dran sein könnte, viel mir auf, dass ich stillschweigend, wie selbstverständlich, eine Voraussetzung gemacht hatte, die ich nicht überprüft hatte: Gleichmäßige Bildungsrate der Sterne.

Katalog suchen mit Altersangaben. Vorsicht Falle! Nur Sterne mit einer Masse bis ca. 1 M0 existieren noch in einer unverfälschten Altersstruktur. Größere Sterne haben ein jüngeres Durchschnittsalter, weil die älteren schon nicht mehr als Sterne existieren! Ich habe den Katalog: Geneva-Copenhagen Survey of Solar neighbourhood (Nordstrom+, 2004) verwendet. Mehr als die Hälfte (62%) aller Sterne (mit Altersangabe), die kleiner gleich M0 sind, sind älter als 10E9 Jahre und 99,5% ist älter als 2E9Jahre. Eigentlich müsste ich das Ganze noch auf einen Radius < z.B. 25 Pc begrenzen, weil ich sonst wieder eine Verfälschung in Richtung jünger erhalte (Anzahl große Sonnen / Anzahl kleine Sonnen nimmt mit der Entfernung zu, weil man die kleineren nicht mehr sehen kann) aber erstens sind das zu wenig mit Alter gelistete Sterne und zweitens, es würde das Desaster für Pavel nur noch schlimmer und meine Grundaussage nicht präziser machen. (Das die Altersstruktur junge dünne Scheibe und alte dicke Scheibe auch unterschiedlich ist ist mir bekannt.)

Wenn ich mit diesen Informationen davon ausgehe, dass in den letzten 2E9 Jahren nur noch 0,5% aller schon existierenden Sterne gebildet wurden, dann komme ich auf folgende SN-Zahlen: P. Kroupa 0,12 in 1000 Jahren, MAC 19,7 in 1000 Jahren!:)

Eine weitere, davon unabhängige Bestätigung der zeitliche unterschiedlichen Bildungsrate, findet ihr hier: http://www.astronews.com/news/artikel/2006/08/0608-018.shtml

Ich bringe also eine baryonische Masse von 2,4E12 M0 im Einzugsbereich unserer Milchstraße unter, ohne Verletzung von gesicherten Beobachtungen, die ich kenne.

Ich verletze (wahrscheinlich) die Theorien, die den Ablauf einer SN beschreiben, mit dem Anteil an ‚Metallen’ der dann eigentlich da sein müsste.

Ich verletze die bisher gefundene Anzahl (14?) an microlensing Ereignissen (vermute ich)

Und wahrscheinlich verletze ich einen ganzen Haufen weiterer Theorien und möglicherweise auch gesicherter Beobachtungen.

Nur wie Pavel Kroupa bei dieser Altersverteilung und seiner IMF (die ich hoffentlich richtig angewendet habe) die Anzahl an SN Ereignissen erklären will, fängt jetzt an mich zu interessieren.:D

Was jetzt bitte niemand glauben sollte ist, dass ich die Lösung für die DM gefunden habe. Erstens kenne ich nur einen winzigen Teil aller nötigen Informationen dazu. Zweitens komme ich an die wenigen die ich kenne, auch nur teilweise ran und verstehe nur ein fünftel. Und drittens legen mir UMa und Bynaus und (herzlich willkommen) wer immer sich sonst daran beteiligen möchte, wahrscheinlich gleich wieder neu Fakten in den Weg, über denen mein so schönes Gebilde gleich in Rauch aufgehen wird. Ach ja! Unterstützung ist natürlich auch herzlich willkommen. (ehrlich gesagt, noch etwas herzlicher)

Was ich aber hoffe ist, dass ich Eure eingangs zitierten Fragen damit plausibel beantwortet habe. (Was ein hartes Stück Arbeit war.)


Herzliche Grüße

MAC
 

UMa

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Hallo MAC,

ich habe mal schnell ein Programm geschrieben was die verschiedenen IMF simuliert.
einschränkende Annahmen keinen SN Ia, aber auch kein neueinströmendes Gas
Naherung: Sterne in Intervallen vom Faktor ~2
Annahmen: Die SFR(star formation rate) nimmt von -7,5Gyr auf heute auf S exponentiell ab, vorher konstant. Quelle "Madau-Plot", (es sollte auch spezelle errechtete SFR für die Milchstraße geben)
Ann. Metallfreisetzung nur durch Supernovae (außer Ia), d.h durch Sterne >)8Msonne
Sterne ab ~1Msonne werden nach Alter A WD (N,BH)
Vereinfachende Annhamen über Massen der "Reststerne"
1 -> 0,55Ms WD
2 -> 0,65Ms WD
4 -> 0,85Ms WD
8 -> 1,27Ms WD/N grenze
16 -> 1,4Ms N
32 -> 1,5? Ms N/BH Grenze
64 -> 3??Ms BH
128 -> 6??Ms BH
150 ->10??Ms BH???
Maxmale Masse 150Ms
Weiterhin, 6/25 der Ursprungsmasse minus Masse des N/BH, wird bei Supernova als Metall ausgeworfen. (passt zumindest für ~25Msstern)
Parameter
A Alter der Scheibe in Gyr
M Masse der Sterne+Gas heute in Mrd Msonne
G Gas Masse heute in Mrd Msonne
S Abnahmefaktor der SFR von -7,5Gyr zu heute (vorher konstent)
IMF

Output
MG gesamte je gebildete Sternenmasse
Z Metallizität heute

SNR1 Supernovarate/1000Jahre bei gleichmäßiger Sternentstehung
SNR2 Supernovarate/1000Jahre bei SFR nach Madau-plot
M_BD Masse in BD 0,01-0,08Ms heute
M_M Masse in M-Zwergen 0,08-0,5Ms heute
M_s Masse in Sternen >0,5, +WD+N+BH (sonstige)
N ist jeweils Anzahl, NG gesamtanzahl der Sterne

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell Kroupka 1
alpha=0,3 (0,01-0,08)
alpha=1,3 (0,08-0,5)
alpha=2,3 (>0,5)
MG=84,2 NG=218,5 Z=0,048 SNR1=94,9 SNR2=18,1
M_BD=3,2 M_M=22,1 M_st=24,7
N_BD=81,1 N_M=105,3 N_s=32,1

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell Kroupka 2
alpha=0,3 (0,01-0,08)
alpha=1,3 (0,08-0,5)
alpha=2,3 (0,5-1)
alpha=2,7 (>1)
MG=67,2 NG=230,0 Z=0,013 SNR1=33,5 SNR2=6,4
M_BD=3,4 M_M=23,6 M_st=22,9
N_BD=86,7 N_M=112,5 N_s=30,8

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell Miller-Scalo
alpha=0,3 (0,01-0,08)
alpha=1,3 (0,08-0,5)
alpha=2,3 (0,5-1)
alpha=2,7 (>1)
MG=78,2 NG=223,3 Z=0,018 SNR1=58,2 SNR2=11,1
M_BD=3,4 M_M=20,3 M_st=26,2
N_BD=91,8 N_M=97,1 N_s=34,5

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell MAC 1
alpha=0,3 (0,01-0,08)
alpha=1,3 (0,08-0,5)
alpha=1,6 (>0,5)
MG=268,9 NG=137,9 Z=0,438 SNR1=671,9 SNR2=128,3
M_BD=1,7 M_M=11,9 M_st=36,3
N_BD=43,8 N_M=56,8 N_s=37,3

A=9, M=100, G=10, s=0,1
Modell MAC 2
alpha=0,3 (0,01-0,08)
alpha=1,3 (0,08-0,5)
alpha=1,6 (>0,5)
MG=484,1 NG=248,3 Z=0,463 SNR1=1209 SNR2=231
M_BD=3,1 M_M=21,5 M_st=65,4
N_BD=78,8 N_M=102,3 N_s=67,1

A=9, M=1000, G=10, s=0,1
Modell MAC 3
alpha=0,3 (0,01-0,08)
alpha=1,3 (0,08-0,5)
alpha=1,6 (>0,5)
MG=5324,9 NG=2730,8 Z=0,496 SNR1=13303 SNR2=2541
M_BD=34,5 M_M=236,1 M_st=719,4
N_BD=867,1 N_M=1125,3 N_s=738,4

Welche IMF hast du eigentlich bei deinen Berechnungen wirklich verwendet?
Soll ich noch andere Parameter probieren?

Grüße UMa
 
Zuletzt bearbeitet:

UMa

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Hallo MAC,

noch ein Nachtrag:
Die alphas bei Miller-Scalo sind natürlich überflüssig, die IMF ist die Formel, welche auf Seite 19 in Preprint 0201098 angegeben sind.

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell Larson a
MG=98,1 NG=125,2 Z=0,066 SNR1=136,1 SNR2=26,0
M_BD=0,2 M_M=19,6 M_st=30,2
N_BD=3,6 N_M=82,9 N_s=38,7

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell Larson b
MG=121,4 NG=214,6 Z=0,109 SNR1=223,3 SNR2=42,7
M_BD=3,4 M_M=15,5 M_st=31,2
N_BD=103,5 N_M=72,7 N_s=38,6

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell Chabrier
MG=82,9 NG=216,0 Z=0,033 SNR1=83,5 SNR2=15,9
M_BD=3,3 M_M=21,2 M_st=25,5
N_BD=80,3 N_M=102,4 N_s=33,2

Grüße UMa
 

mac

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Hallo UMa,

Du machst das anscheinend nicht zum ersten Mal, oder bist erheblich klüger als ich? Ich hab’ vor etwa einem Jahr angefangen Sternennamen zu suchen für ein 3D-Modell und bin in die Sache eigentlich zufällig reingestolpert. Hab’ Erbarmen. Für mich ist das alles vollkommen neu. Ich hab’ gerade 1 min rumgerätselt, was meint er mit N/BH Nur über die Massen bin ich drauf gekommen.

Da ich eigentlich nur meine IMF sicher bis ins Detail verstehe und genau weis dass ich sie richtig anwende (was nicht heißen soll dass sie richtig ist), schreibe ich Dir auf, wie ich auf meine Zahlen komme:

Alles bis ins Detail, führt verbal hier zu weit, deshalb nur zum ca. Nachvollziehen:

Y = Masse im Intervall =10^(LOG(Massenklasse)*0,8+2,8)
Die 0,8 sind (für meine IMF) bindend, 2,8 ist frei und beliebig, hab ich verwendet um die Kurve in der Höhe den jeweiligen Katalogdaten anzupassen.

X = Massenklasse von 0,079 bis 112 M0 in Faktor Wurzel(2) Schritten.
Beide Achsen logarithmiert, ergibt sich eine Gerade, die im Massenbereich ca. 0,1 – 1 die gleiche Steigung hat wie die CNS3 Sterne, wenn man sie gleichermaßen in Klassen aufteilt.

Z = Sternenzahl = Masse im Intervall / Massenklasse

Ein Beispiel für die Massenklasse 9,965 M0, ergibt 3970,14 Masse (M0) in diesem Intervall.
Für die 60E9 Sterne beachte die Beschreibung weiter unten.

Du bildest folgende Summen: kleinste Klasse bis etwa 1,2 M0 (als Massensumme der zutreffenden Y-Werte)
Und Summe der Sternenzahl alle Massenklassen>8M0

Mit einem frei wählbaren Faktor für die Y-Werte passt Du die erste Summe so lange an, bis 60E9 Sonnenmassen als Summe heraus kommen, damit ergibt sich die Summe der Sterne, die zur SN werden.

Den Madau Plot kannte ich nicht. Ich hab’ mir mit Nordström meinen eigenen gezimmert und komme auf: 0,5% aller bisher gebildeten Sterne wurden in den letzten 2 Milliarden Jahren gebildet. Damit komme ich mit meiner IMF auf 19,7 SN/1000 Jahre in den letzten 2 Milliarden Jahren.

Die Gesamtmasse hatte ich schon genannt.

Wenn Dir dieses Vorgehen chaotisch anmutet, (es ist etwas anders als Deine Beispiele), bitte ich um Entschuldigung, ich habe es mir nicht angelesen sondern vollständig und ohne Beispiel selbst ausgedacht, sozusagen Laientypisch.

Herzliche Grüße

MAC
 

UMa

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Hallo MAC,

ich finde deine Vorgehensweise, alles zu hinterfragen und selbst nachzurechnen bewundernswert, wofür also entschuldigen?

Vielleicht habe ich dich eher mit zu vielen Modellergebnissen überfordert.
Rumrechnen mit der IMF mach ich auch erst zum zweiten Mal.
Hast du wirklich erst vor einem Jahr angefangen, dich näher mit Astrophysik zu beschäftigen?

Zu den Modellen:
Ein wesentlicher Unterschied ist vermutlich, dass ich, wenn auch nicht ganz exakt, die abgestoßenen Hüllen der alten Sterne wieder zum Gas hinzunehme, d.h. die gesamte Masse des urspünglichen Sterns, außer dem weißen Zwerg, Neutronenstern
oder schwarzen Loch. Dadurch können sich insgesamt viel mehr Sterne bilden. So ist MG auch immer größer als M-G

Diese Abkürzungen hätte ich erklären sollen:
N=Neutronenstern
BH=black hole=Schwarzes Loch
WD=white dwarf
(Und außerdem heißt der Autor nicht Kroupka sondern Kroupa.)

Zu deiner IMF: dies entspreicht der Kroupa IMF mit alpha=1,2 für alle Massen. Im Bereich 0,08-0,5 stimmt das mit dem Kroupa Modell (alpha=1,3) gut überein
Modelle damit: (obere Massengrenze immer 150Ms)

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell MAC 4, ohne BD
alpha=-inf (0,01-0,08)
alpha=1,2 (0,08-0,5)
alpha=1,2 (>0,5)
MG=569,4 NG=54,1 Z=0,792 SNR1=1362 SNR2=260,2
M_BD=0,0 M_M=4,6 M_st=45,4
N_BD=0,0 N_M=21,3 N_s=32,7

A=9, M=60, G=10, s=0,1
Modell MAC 5, mit BD
alpha=1,2 (0,01-0,08)
alpha=1,2 (0,08-0,5)
alpha=1,2 (>0,5)
MG=558,1 NG=87,9 Z=0,784 SNR1=1333 SNR2=254,6
M_BD=1,1 M_M=4,5 M_st=44,4
N_BD=35,0 N_M=20,8 N_s=32,0

Jetzt wird hypothetischerweise angenommen, dass in den letzten 2Mrd Jahren nur 0,5% aller Sternen entstanden sind, und A=13,5 (wie von dir zu Anfang) dann gilt s=0,00953, (in meiner einfachen Berechnung gibt es außer bei der SNF keine Änderungen, da ich vereinfachenderweise Annahm A=Entwicklungszeit der Sterne mit M=1). Meine Modellrechnung ist also auch nicht ausgereift.

A=13,5, M=60, G=10, s=0,00953
Modell MAC 6, ohne BD
SNR1=908,3 SNR2=15,4

A=13,5, M=60, G=10, s=0,00953
Modell MAC 7, mit BD
SNR1=888,5 SNR2=15,0

das gleiche mit bar Massen 10^12Ms,

A=13,5, M=1000, G=10, s=0,00953
Modell MAC 8, ohne BD
alpha=-inf (0,01-0,08)
alpha=1,2 (0,08-0,5)
alpha=1,2 (>0,5)
MG=11274 NG=1070 Z=0,845 SNR1=17985 SNR2=304
M_BD=0,0 M_M=90,7 M_st=899,3
N_BD=0,0 N_M=421,9 N_s=648,4

A=13,5, M=1000, G=10, s=0,00953
Modell MAC 9, mit BD
alpha=1,2 (0,01-0,08)
alpha=1,2 (0,08-0,5)
alpha=1,2 (>0,5)
MG=11050 NG=1741 Z=0,838 SNR1=17593 SNR2=297
M_BD=21,5 M_M=88,7 M_st=879,8
N_BD=693,6 N_M=412,8 N_s=634,3

OK, soweit so gut.
Aber vielleicht war die IMF der ersten metallarmen Sterne anders?!
Die Idee mit massiven stellaren Schwarzen Löchern M~200Ms (falls in dem Massebereich der Stern ganz zusammenfallsen sollte) ist gar nicht so schlecht. Immerhin würde nicht so viel Metall freigesetzt werden. Und wäre auch durch die Microlensing-suchen (noch) nicht wiederlegt. Allerdings woher sollen sie dann den 'kick' in den Halo bekommen?

Grüße UMa
 

mac

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Hallo UMa,

vielen herzlichen Dank für Deine freundlichen Worte, darüber habe ich mich sehr gefreut. :)

Deine Beiträge gehören zum Besten und arbeitsintensivsten (für beide Seiten) was ich hier im Forum verfolge. Deine letzten Posts an mich kann ich daher auch nicht aus dem Stehgreif beantworten. Mir fehlt leider im Moment die Zeit die dazu nötig wäre. Ich hab’ zwar Urlaub, aber wir renovieren und ich kann immer nur kurz schauen was es Neues gibt oder spät nachts etwas länger Texte schreiben. Das heißt aber nicht, dass ich mich damit nicht auseinandersetzen werde! Ich bitte Dich nur um etwas Geduld.

Deinem Einwand, bezüglich des fehlenden Kicks bei dem angenommenen stillen Kollaps sehr großer Sonnen, stimme ich uneingeschränkt zu. Ich hatte vergessen es als Gegenargument aufzuschreiben. Ich komme darauf aber (hoffentlich vergesse ich das nicht) in den nächsten Tagen noch mal zurück.

Das für mich überaschendste bei meinen ganzen Berechnungen war: Ich passe die Steigung meiner IMF den einzigen, einigermaßen repräsentativen Katalogdaten (CNS3, hatte ich geschrieben, war aber RECONS, hab ich noch mal nachgesehen!) im Massenbereich 0,1 bis 1 M0 an, rechne mit diesen Daten auf die angenommene Masse der sichtbaren Sterne in unserer Milchstraße hoch (60E9 M0, diese Sterne können in ihrer Mehrzahl nur aus Sternen < ca. 1,2 M0 bestehen, wenn die Altersverteilung repräsentativ ist), berücksichtige die Altersverteilung aus den Nordström Daten und erhalte fast punktgenau die richtige Anzahl SN und die richtige Größenordnung für die angenommene Gesamtmasse der Milchstraße.

Diese Aussage ist völlig unabhängig von dem Schicksal der Masse in einem Stern. Meine Kalibrierbasis sind fast nur Sterne, die noch nicht genug Zeit hatten, die Hauptreihe zu verlassen. (Ausnahme: weiße Zwerge und rote Riesen, das sind aber nicht viele.) Wie repräsentativ die Altersverteilung nach Nordström ist, weis ich nicht. Die Prüfung meiner Aussage erfolgt durch eine Annahme (60E9 M0) und durch Beobachtungen, (ich nehme an, Hochrechnungen aus benachbarten Galaxien), von SN-Häufigkeiten. Und durch Messung der vektoriellen Geschwindigkeiten der Magellanschen Wolken (das war ein Hinweis von Dir!)

Das Argument, das die Metallmenge nicht dazu passt, steht nicht unmittelbar im Konflikt zu meiner IMF, sondern zur Altersverteilung, SN-Häufigkeit und Anzahl der sichtbaren Sonnenmassen. Alles gemessene Daten! Wenn Du mich fragst, hier würde ich eindeutig den Messwerten und nicht den SN-Modellrechnungen den Vorzug geben.

Die Punkte (die mir so spät in der Nacht noch einfallen) die man angreifen kann: Altersverteilung, Anzahl der sichtbaren Sonnenmassen, Metallizität, SN-Häufigkeit, gleichbleibende IMF. Sind auch bei den Standardmodellen angreifbar.

Ich berücksichtige nicht die Gas und Staubmenge. Wenn die aktuellen Daten dazu aber richtig sind, spielt diese Masse eh keine große Rolle für die Gesamtmasse.

Meine Aussage ist auch sicher nicht so exakt wie sie sein könnte, aber den Anspruch hab’ ich auch nicht. Es geht mir nur um die Antwort auf Eure Frage, wo die fehlende Masse denn sein soll? Ob die Antwort einer Überprüfung durch Euch standhält, weis ich nicht (sonst hätte ich versucht vorzubauen :D)

So, für Heute ist erst mal Feierabend! Mir tut der Rücken weh!

Herzliche Grüße

MAC

PS: Über meinen Einstieg in mein jüngstes Hobby hab’ ich hier und im Vorstellungsthread Ein paar Zeilen :rolleyes: geschrieben.
 

mac

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Hallo UMa,

endlich hatte ich etwas Zeit Deine IMF Berechnung nachzuvollziehen. Ich weis nicht warum, aber ich komme mit meinem Programm auf völlig andere Verhältnisse als Du. Ein Listing meines Programms findest Du unten.

Dieses Programm liefert ziemlich genau die Werte, die ich auch mit dem EXCEL-Datenblatt erhalten habe, welches die Datengrundlage für meine ersten Angaben zur Sternenzahl, Masse und SN-Anzahl war.

Aus Deinen Aufstellungen entnehme ich, dass Du die Materie, die durch SN wieder dem interstellaren Medium zugeführt wurde, erneut am Sternbildungsprozess teilnehmen lässt, um einen realistischen Wert für die Metallizität und die Gesamtmasse zu bekommen.

Das habe ich (vorläufig) zur Vereinfachung nicht getan. Begründung: Wenn ich die gleiche IMF für diesen Prozess verwende, verändere ich nur den in den Sternen gebundenen Masseanteil, nicht aber das Verhältnis der Sterngrößen untereinander und auch nicht die Anzahl der SN-Ereignisse/Masse<M0.

Bei den Massen rechne ich hier mit den Massen, die bei der Sternbildung vorhanden sein mussten, nicht mit den Massen die heute in Sternen+WD+N+BH gebunden sind, da diese Zahlen sehr unsicher sind, und für die Abschätzung der Anzahl der SN (gleich bleibende IMF vorausgesetzt) unnötig sind. (Zu jeder IMF gehört ein festes Verhältnis SN/Sterne<M0).

Beim Nachdenken über Dein Vorgehen ist mir aber schon aufgefallen, dass ich bei meiner Gesamtmassenangabe (2,4 E12 M0) einen Fehler gemacht habe. Ich bin davon ausgegangen, dass alle Masse zunächst auch in den Sonnen sein muß. Da aber die sehr großen Sonnen schon nach sehr kurzer Zeit einen Teil ihrer Masse an das interstellare Medium zurückgeben, ist diese Überlegung falsch. (Ich weis nur quantitativ nicht, wie falsch)
Auch kam mir die Idee, dass man vielleicht über den Verlauf der Altersverteilung eine Abschätzung erhalten könnte, wie viel Masse von den SN-fähigen Sternen wieder ans interstellare Medium zurückgegeben wird. Wenn sie sehr steil abfällt, dann muß es weniger sein, als wenn sie sanft abfällt. Die Sache wird aber ziemlich unübersichtlich, wenn der abgeblasene Masseanteil je nach Größe des Sternes sehr unterschiedlich ist.

Wie gesichert sind eigentlich Deine Angaben zu den Masseverlusten bei den verschiedenen Sterngrößen? Ich hab’ darüber in keinem der Vorlesungsskripte für Studienanfänger quantitative Angaben gefunden und daraus geschlossen, dass es keine gesicherten Angaben gibt.

Herzliche Grüße

MAC


Hier fängt jetzt das Programmlisting an.

Ab einem Apostroph ist der nachfolgende Text der Zeile Kommentar.

Option Base 0
Dim N As Long ' Zähler
N = 150000
Dim Xi_M(N) As Double ' Anzahl der Sterne, wie sie durch die IMF errechnet wird
Dim Alpha(3) As Double ' Alpha aus der IMF-Formel
Dim m(3) As Double ' m0, m1, m2 aus der IMF-Formel
Dim Masse(3) As Double ' Masse(0)=Massensumme aller Sterne mit einer Masse zwischen 0,01 und 0,08 M0
'-------------------------Masse(1)=Massensumme aller Sterne mit einer Masse zwischen 0,08 und 0,5 M0
'-------------------------Masse(2)=Massensumme aller Sterne mit einer Masse > 0,5 M0
'-------------------------Masse(3)=Massensumme aller Sterne mit einer Masse zwischen 0,1 und 1,2 M0
Dim Sterne(3) As Double ' wie Masse(), aber hier Summe der Sterne des jeweiligen Massenbereichs
Dim Massenklasse(N) As Double
'
Dim k(3) As Double ' die k-Faktoren aus der IMF-Formel
'
Dim I As Long ' Indexzähler
Dim J As Long
'
Dim M_aktuell As Double ' M aus der IMF-Formel
'
Dim StSN As Double ' Summe der SN-fähigen Sterne
'
Alpha(0) = 0.3
Alpha(1) = 1.3
Alpha(2) = 2.3
Alpha(3) = 2.3
'
m(0) = 0.01
m(1) = 0.08
m(2) = 0.5
m(3) = 150
'
k(0) = 2.792E9 ' willkürlich festgelegt, bis Masse der Sterne im Massenbereich 0,1 bis 1,2 M0 60E9 entsprach.
'-------------------------Ich habe diesen Bereich gewählt, da er etwa der Hauptmasse aller sichtbaren Sterne entspricht
'-------------------------und ich davon ausgehe, daß er auch den wesentlichen Bereich abdeckt, mit dem die Schätzung
'-------------------------60E9 M0 in der Milchstraße durchgeführt wurde.
k(1) = k(0) * (m(1) / m(0)) ^ -Alpha(0)
k(2) = k(1) * (m(2) / m(1)) ^ -Alpha(1)
'
For J = 0 To 3
Masse(J) = 0
Sterne(J) = 0
Next J
StSN = 0
'
J = 0
M_aktuell = 0.009
For I = 1 To N
M_aktuell = M_aktuell + 0.001
If M_aktuell > m(J + 1) Then
J = J + 1
EndIf
If M_aktuell <= 150 Then
Xi_M(I) = k(J) * (M_aktuell / m(J)) ^ -Alpha(J)
Masse(J) = Masse(J) + M_aktuell * Xi_M(I)
'
Massenklasse(I) = M_aktuell
Sterne(J) = Sterne(J) + Xi_M(I)
'
If M_aktuell > 7.99 Then
StSN = StSN + Xi_M(I)
EndIf
If M_aktuell >= 0.1 And M_aktuell <= 1.2 Then
Sterne(3) = Sterne(3) + Xi_M(I)
Masse(3) = Masse(3) + M_aktuell * Xi_M(I)
EndIf
Else
I = N
EndIf
Next I
Print "Referenzmasse"; Masse(3) / 1E9, "Referenzsternenzahl"; Sterne(3) / 1E9
Print "Masse_BD "; Masse(0) / 1E9, "Masse_M-Klasse "; Masse(1) / 1E9, "Masse_S "; Masse(2) / 1E9
Print "Anzahl_BD", Sterne(0) / 1E9, "Anzahl_M-Klasse"; Sterne(1) / 1E9, "Anzahl_S"; Sterne(2) / 1E9
Print "SN1 "; 1000 * StSN / 13.5E9, "SN2 "; 0.005 * 1000 * StSN / 13.5E9
'
KeyGet J 'verhindert das Löschen des Ausgabefensters, bis zum nächsten Tastendruck.
End
 

mac

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Hallo UMa,

ich hab mir jetzt die Kataloge von Nordström(2004) und Feltzing (2001) genauer angesehen.

Beide Autoren machen keine Angaben (außer near by) über die Auswahlkriterien ihrer Kataloge. Da die Verteilung deutlich von der CNS3-Verteilung abweicht, kann die Auswahl nicht repräsentativ sein. Die kleinen Sterne sind deutlich unterrepräsentiert.

Es gibt bei der Altersverteilung kein Plateau. Je kleiner die Sonnen, desto älter und zwar schön kontinuierlich. Das kann aber eigentlich gar nicht sein. Zumindest unterhalb von 1,2 M0 hätte ich eine Verteilung erwartet, deren mittleres Alter unabhängig von der Sternengröße ist. Auch sind die Beiden sich nicht gerade einig, was die Altersbestimmung angeht. Scheint also kein besonders brauchbarer Weg für weitere Recherchen zu sein. (zumindest für meine Möglichkeiten)

Ich liste hier mal die entsprechenden Daten auf. Mein Vorgehen:
Ich habe die Katalogdaten nach Sternengrößen (Masse) sortiert. Dann habe ich die Altersangaben aller Sterne addiert und durch ihre Anzahl dividiert, also das Durchschnittsalter gebildet. Das habe ich für verschiedene Größenbereiche, immer vom kleinsten Stern bis zur jeweiligen oberen Grenze wiederholt. Hier die Daten:

Nordström(2004)

---Anzahl--------Durchschnittsalter----------------Massenbereich
--------------------in Giga-Jahren------------------- in M0
---13055---------------4,35-------------------------alle, mit Altersangabe
---12917---------------4,39-------------------------<=2
---10895---------------4,96-------------------------<=1,5
----7493---------------6,29-------------------------<=1,3
----5905---------------7,26-------------------------<=1,2
----3974---------------8,81-------------------------<=1,1
----2116--------------11,0--------------------------<=1
-----687--------------13,7--------------------------<=0,9
------18--------------15,0--------------------------<=0,8

Feltzing(2001)

----5828------------------4,21----------------------alle, mit Altersangabe
----5825----------------4,21------------------------<=4
----5819----------------4,21------------------------<=3,5
----5778----------------4,24------------------------<=3
----5709----------------4,28------------------------<=2,5
----5614----------------4,34------------------------<=2
----5417----------------4,45------------------------<=1,8
----4129----------------5,28------------------------<=1,5
----3377----------------5,97------------------------<=1,4
----2570----------------6,95------------------------<=1,3
----1863----------------8,13------------------------<=1,2
----1231----------------9,48------------------------<=1,1
-----644---------------11,1-------------------------<=1
-----153---------------12,8-------------------------<=0,9
-------5---------------13,4-------------------------<=0,8


Herzliche Grüße

MAC
 

UMa

Registriertes Mitglied
Hallo MAC,

du hast ein Modell verwedet welches ich bisher nicht berechnet hatte, hier als Nachtrag

A=13,5, M=60, G=10, s=0,00953
Modell MAC 10, mit BD
alpha=0,3 (0,01-0,08)
alpha=1,3 (0,08-0,5)
alpha=2,3 (>0,5)
MG=84,2 NG=218,5 Z=0,048 SNR1=63,3 SNR2=1,1
M_BD=3,2 M_M=22,1 M_st=24,7
N_BD=81,1 N_M=105,3 N_s=32,1

Die Supernovarate heute beträgt 1,69% der mittleren Rate und 0,953% der höchsten Rate, du bist von 0,5% der mittleren Rate ausgegangen. Deine ursprüngliche Annahme war aber 0,5% aller Supernovae in den letzten 2Mrd Jahren.

Zu den Masseverlusten, gute Frage. Genau weiß ich das auch nicht. Für die weißen Zwerge hatte ich gerade
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0608671 (siehe Figure 1, siehe aber auch http://arxiv.org/abs/astro-ph/0603314, Stichwort 'initial mass-final mass relation')
gelesen und zusammen mit ~0,54Ms für die Sonne passte 0,45+0,1*M_init gut.
Die Massen der meisten Pulsare liegen so zwischen 1,3 und 1,5Ms, (obwohl man evtl. auch schwerere ~2Ms gefunden hat in letzter Zeit), am Anfang hatte ich konstant 1,4Ms für alle Neutronensterne angenommen.
Den Massenverlust massereicher Sterne zu schwarzen Löchern habe ich geraten.
Ob es dort bereits sicherere Angaben gibt, weiß ich nicht. Bei einige Kandidaten in Röntgendoppelsternen geht man wohl von 5-10Ms aus. Vermutlich ist meine Annahme daher zuniedrig.

Grüße UMa

nebenbei:
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609648 enthält "The Luminosity Function of M7-L8 Ultracool Dwarfs in the Field"
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609619 eine zweite MACHO-LMC-microlinse als M-Zwerg der Milchstraßen-Scheibe identifiziert
 
Zuletzt bearbeitet:

mac

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Hallo UMa,

ich hab’ jetzt Deine mit meinen Daten verglichen.

Wenn ich meine absoluten Zahlen an Deine (MAC10 aus dem letzten Post) anpasse, sieht es so aus:

-----------------UMa--------------mac---macVariablenname
Anzahl BD--------81,1--------------77,7---Sterne(0)
-------M--------105,3------------100-----Sterne(1)
-------S---------32,1--------------31,4---Sterne(2)

Das wäre angesichts unserer unterschiedlichen Zählweise noch OK. Aber

Masse BD---------3,2---------------3,2----Masse(0)------(mit diesem Wert habe ich unsere Daten angepasst)
-------M--------22,1--------------21,1----Masse(1)------wäre auch noch gut
-------S--------24,7--------------55,7----Masse(2)------ wie kommt das?

Liegt das daran, dass Du nicht die Anfangsmasse sondern die Endmasse notierst? Das kann aber eigentlich auch nicht sein, wenn Du die Verhältnisse aus Deinem Post) anwendest?

Herzliche Grüße

MAC
 

UMa

Registriertes Mitglied
Hallo MAC,

ja ich notiere die heute noch vorhandene Masse (außer in MG). Dabei gehe ich davon aus, dass alle Sterne mit >=2Ms heute als "Endprodukt" (WD,N,BH) vorliegen was angesichts der kurzen Lebenszeit eine gute Approximation erscheint. Für 1-2Ms(Ursprungsmasse) steigt der Anteil der WD von 50 auf 100%.
Das ist sicher eine Vereinfachung, allerdings hatte ich auf das Modell auch nur ca. 1h verwendet. Es kann daher verbessert werden. groß dürften die Unterschiede, angesichts abnehmender Sternbildungsrate aber nicht sein.

Grüße UMa
 

mac

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Hallo UMa,
ja ich notiere die heute noch vorhandene Masse
das ist gut! Somit bin ich mir sicher, daß wir vergleichbare Ergebnisse bekommen können :)
Dummerweise habe ich in den nächsten zwei Wochen wieder sehr wenig Zeit. Wir wollen (wenns klappt) für ein paar Tage Dresden besuchen. Aber danach werde ich mein Modell Stück für Stück verfeinern. Mal sehen bis wohin meine Neugier reicht ;)

Ich möchte Dir hier mal ein dickes Dankeschön sagen, für Deine Geduld und Dein Engagement, mir weiter zu helfen! :) Es ist für mich teilweise sehr arbeitsaufwändig, aber es hat mich schon sehr viel weiter gebracht.

Vielen herzlichen Dank dafür!

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo UMa,

OK, soweit so gut.
Aber vielleicht war die IMF der ersten metallarmen Sterne anders?!
Die Idee mit massiven stellaren Schwarzen Löchern M~200Ms (falls in dem Massebereich der Stern ganz zusammenfallsen sollte) ist gar nicht so schlecht. Immerhin würde nicht so viel Metall freigesetzt werden. Und wäre auch durch die Microlensing-suchen (noch) nicht wiederlegt. Allerdings woher sollen sie dann den 'kick' in den Halo bekommen?
meine Annahme, dass DM durch schwere, (einige 100 oder sogar einige 1000 M0) schwarze Löcher aus der Frühzeit des Universums bestehen könnte, die ohne viel Aufsehen zu erregen, einfach so kollabiert sind, und die sich nun im Halo rumtreiben, kann ich nicht mehr aufrecht erhalten.

Dieser ‚Sinneswandel’ hat nichts mit IMF, oder Metallizität zu tun, sondern mit einer Überlegung, die ich endlich mal nachgerechnet (nachsimuliert) hab’, nämlich dass schwere Objekte beim Durchflug durch eine ‚Wolke’ leichterer Objekte, sehr viel stärker abgebremst werden, als dies mit leichten Objekten geschieht. Damit ist auch meine Idee für den 'fehlenden' Kick, nach dem Du zurecht gefragt hattest, nicht mehr plausibel. Ich hatte mir vorgestellt, daß die Sterne und das Gas sich aus vielen kleinen Galaxien zu einigen großen Galaxien vereinigen, aber die wirklich schweren SL's die schon entstanden waren, weiter ihre Umlaufbahnen durch und um die wachsenden großen Galaxien ziehen.

Im Nachhinein liegt so was natürlich immer sofort auf der Hand (z.B. Neutronenmoderation), oder noch mehr durch eine andere Überlegung, die ich gleich noch erkläre, ich war mir aber vor allem über die quantitativen Verhältnisse nicht so sicher.

Zunächst für diejenigen, die sich das nicht so gut vorstellen können, eine kleine Überlegung, um den Ablauf plausibel zu machen.

Stellt Euch vor, ein Stern fliegt durch eine ‚Allee’ fein säuberlich angeordneter Sternenpaare, die alle den gleichen Abstand zueinander haben, genau mitten hindurch. Während er auf das erste Paar zufliegt, werden diese beiden Sterne von ihm angezogen, bewegen sich auf ihn zu und kommen sich dabei auch näher. Zunächst geschieht das gegen die Flugrichtung des hindurchfliegenden Sterns und während er mitten zwischen ihnen hindurchsaust, kommen sie sich hinter ihm weiter näher.

Das Resultat dieses Bewegungsablaufes ist, dass der Stern während er auf das erste Paar zufliegt im Mittel weiter von diesen beiden Sternen entfernt ist, als in der Zeit wo er sich wieder von ihnen entfernt. Daher wird er vor der Passage weniger stark beschleunigt, als nach der Passage wieder abgebremst.

Gerechnet habe ich das mit einem Würfel aus 8 x 8 x 8 Sternen mit je einer Masse von 1 M0, angeordnet in einem Würfel von 4 Lichtjahren Abstand von Stern zu Stern und einem 513. Stern mit Massen von 1000 bis 1 M0, der genau durch die Mitte dieses ‚Würfels hindurchfällt. Die Würfelsterne hatten zunächst keine Eigengeschwindigkeit und die Durchschußgeschwindigkeit betrug anfangs 400 km/s. Start war an der einen 'Oberfläche' des Würfels, Stop an der gegenüberliegenden ursprünglichen Oberfläche. (Ursprünglich deshalb, weil nach dem Durchschuß ja alle Sterne bereits ihre Startposition verlassen haben.

Der 1000 M0 Stern hatte die gegenüberliegende Seite des Würfels noch mit 318 km/s erreicht, während der 100 M0 Stern das mit 385,5 km/s schaffte, 10 M0 mit 399,2 km/s und 1 M0 mit 399,9 km/s.

Im Prinzip könnte man also davon ausgehen, dass ein schweres schwarzes Loch, (einige 100 M0) einen Durchflug durch die Milchstraße, ziemlich egal wo und wie, solange nur einige hundert Sterne auf seinem Wege passiert werden, kaum schaffen kann, während normale Sterne damit kein größeres Problem hätten. Solch eine Passage wirkt fast wie ein Filter, der die Sterne nach Masse ‚sortiert’. Müßte man eigentlich auch beobachten können, zumindest bei den MC's, wenn nicht 'Star-Burst' nach solch einer Passage alles wieder verändert?

Wenn DM also aus größeren, sehr alten SL’s bestünde, wäre der Verlauf der Massenverteilung innerhalb und außerhalb der Milchstrasse weniger plausibel, als mit WIMP’s. Mir fällt damit auch keine gute Erklärung mehr ein, warum zwar kaum Sterne, aber massenhaft schwere SL’s im Halo sein sollten.

Herzliche Grüße

MAC
 

Kurt

Gesperrt
Hallo Mac,
du schreibst:

"Wenn DM also aus größeren, sehr alten SL’s bestünde, wäre der Verlauf der Massenverteilung innerhalb und außerhalb der Milchstrasse weniger plausibel, als mit WIMP’s. Mir fällt damit auch keine gute Erklärung mehr ein, warum zwar kaum Sterne, aber massenhaft schwere SL’s im Halo sein sollten."

Sieh es einmal von einer anderen Seite an, dann lösen sich DM und DE in Nichts auf, es gibt sie nämlich nicht.

Hier sind ein paar Gedanken hinterlegt:

www.bindl-kurt.de

Kurt
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Kurt
einen solchen kolossalen Quatsch sollte man nicht ins Net setzen.
Anstatt bei Aristoteles Rat zu holen und mit der Nichtexistent von Raum hausieren zu gehen, irgend eine Substanz zu erfinden die da mit 1E9 c 'taktet' und anstatt auch 400 Jahre nach der Widerlegung des aristotelischen Fallgesetzes durch Galileo Galilei immer noch zu behaupten, dass die Fallbeschleunigung von der Masse des fallenden Objektes abhänge, solltest Du mal ein anständiges Lehrbuch über die Grundlagen der Physik lesen.
Orbit
 

Kurt

Gesperrt
Kurt
einen solchen kolossalen Quatsch sollte man nicht ins Net setzen.
Anstatt bei Aristoteles Rat zu holen und mit der Nichtexistent von Raum hausieren zu gehen, irgend eine Substanz zu erfinden die da mit 1E9 c 'taktet' und anstatt auch 400 Jahre nach der Widerlegung des aristotelischen Fallgesetzes durch Galileo Galilei immer noch zu behaupten, dass die Fallbeschleunigung von der Masse des fallenden Objektes abhänge, solltest Du mal ein anständiges Lehrbuch über die Grundlagen der Physik lesen.
Orbit


Es Taktet mit 1.234 x 10^77 Hz
die 1.5 x 10^9 c sind die Geschwindigkeit mit der die Verhältnisse sich anpassen. Das mit der Gravitationsrichtung.

Das Fallgesetz, welches jetzt "gilt" ist falsch.
Es geht von Konstanten aus, solche gibts nicht, keine einzige.
Halt, eine gibts: die das es keine gibt.

Wenn du drei gleiche Kugeln fallen lässt dann fallen sie gleich.
Wenn du aus Zweien eine Einzige machst, sie mit der Dritten fallen lässt dann fällt die Dritte schneller.
Es ist leicht zu erklären.
In der Zusammengesetzten ist innen ein geringerer "Trägerdruck".
Darum ist die dort entstehende Gravitation schwächer, das ist alles.
Wenn es einmal entsprechende Messeinrichtungen gibt dann wird sich das bestätigen.

Kurt
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Ja, ja, Kurt, ich hab Dich schon verstanden - besser als Du denkst.
Drum wünsch ich Dir jetzt einen schönen Abend, einen guten letzten Tag im alten Jahr und dann viel Sonne im Neuen.
Mit freundlichen Grüssen
Orbit
 
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mac

Registriertes Mitglied
Hallo Kurt,

Kurt schrieb:
Sieh es einmal von einer anderen Seite an, dann lösen sich DM und DE in Nichts auf, es gibt sie nämlich nicht.
so allgemein gehalten, hätte man Deinen hier zitierten Einwand ja möglicherweise noch in diesem Thread diskutieren können. Nachdem ich aber heute die pdf’s Deiner Homepage gelesen habe, halte ich das nicht mehr für angebracht.

Wenn Du also über Deine Ideen diskutieren möchtest, dann bitte ich Dich darum, das unter einem Thread in ‚Gegen den Mainstream’ zu tun und nicht hier.

Herzliche Grüße

MAC
 
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