Vorgeschichte von PSR B0531+21

VooDoo

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Hi Leute

Ich bin neu hier und hab gleich mal eine Frage. Ich schreibe eine Arbeit über Neutronensterne und Konkret über den Pulsar PSR B0531+21, den Pulsar im Krebsnebel.
Was mich intressiert ist, was es mit dem Stern auf sich hatte, BEVOR er in einer Supernova unterging und er zu dem wurde, was wir heute sehen. Ich habe lange gesucht, doch bin ich auf nichts nennenswertes gestossen. Ich hoffe ihr könnt mir irgend etwas darüber erzählen.
Und eine 2. Frage hab ich auch noch gleich ;)
Hat die Masse des Sterns etwas mit der Lebensdauer zu tun?
 

Bynaus

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Hat die Masse des Sterns etwas mit der Lebensdauer zu tun?

Ja! Die Lebensdauer eines Sterns hängt von seiner Masse ab: Massive Sterne verbrennen ihren Brennstoff viel schneller. Das kann man sich ungefähr so herleiten.

Die Leuchtkraft eines Sterns ist etwa proportional zur vierten Potenz (manchmal wird auch die 3.5te Potenz genannt) seiner Masse.

L = M^4

Da die Masse (vorwiegend Wasserstoff) die Quelle der Leuchtkraft ist, berechnet sich die Lebenszeit als Vorrat / Verbrauch, also Masse / Leuchtkraft. Daraus geht hervor:

T = M / M^4 = 1 / M^3

Ein Stern mit der zehnfachen Masse der Sonne lebt also nur ein Tausendstel so lange, ein Stern mit der hundertfachen Masse der Sonne nur ein Millionstel so lange wie die Sonne. Also statt 12 Milliarden Jahren nur 12 Millionen bzw. 12000 Jahre.

Zu deiner eigentlichen Frage habe ich leider gerade keinen guten Link zu Hand. Was willst du denn genau wissen?
 

mac

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Hallo Bynaus,

wie geht eigentlich in die Formel ein, daß bei sehr großen Sternen nicht der Brennstoffvorrat, sondern die Produktion von 1,4 M0 Eisen der limitierende Faktor sein müßte?

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Es ist ja nur eine Abschätzung. Eine Handgelenk * Pi Regel, um die Lebenserwartung von Sternen zu berechnen. Für mehr taugt es nicht. ;)
 

mac

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Hallo Bynaus,

Es ist ja nur eine Abschätzung. Eine Handgelenk * Pi Regel, um die Lebenserwartung von Sternen zu berechnen. Für mehr taugt es nicht. ;)
das wundert mich jetzt etwas, weil es so gar nicht zu der recht genauen (1-2 Millionen Jahre) Altersangabe des Arches Sternhaufens passt, in dem etliche Sterne im Massenbereich 120 M0 existieren sollen.
 

Bynaus

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Ach so, natürlich gibt es bessere Methoden als jene, die ich vorgestellt habe. Das Verhältnis zwischen meiner Holzhammer-Methode und den Sternmodellen der Astrophysiker ist etwa so wie zwischen dem befeuchteten Finger in der Luft und der Wettervorhersage im öffentlichen Fernsehen. ;)
 

VooDoo

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Zu deiner eigentlichen Frage habe ich leider gerade keinen guten Link zu Hand. Was willst du denn genau wissen?


Ich dachte so an Angaben wie Name, resp Bezeichnung, Alter (das kann ich ja nun mithilfe deiner Formel so ungefähr berechnen), chemische zusammensetzung (wenns da etwas spezielles gibt), gab es ein Planetensystem um diesen Stern und zB welcher kernfusion Zyklus vorherrschte. Hierzu weiss ich allgemein nicht viel, nur dass es neben dem Proton-Proton Zyklus noch den Kohlenstoff-Stickstoff Zyklus gibt...
 

Bynaus

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Da es sich anscheinend um eine Typ-II Supernova handelte, liefen in dem Stern noch ganz viel mehr Kernfusionsreaktionen ab, also alles hinauf bis zum Eisen, z.B. Kohlenstoff + Kohlenstoff = Silizium, und ähnliches.

"Name", nun ja, der Stern war vermutlich vor seiner Explosion nicht hell genug, als dass man ihn deutlich gesehen hätte, so hatte er auch keinen Namen. Wenn es ein Planetensystem gab, dann wurde das in der Supernova vermutlich verdampft, zumindest die kleinen Planeten. Bei dieser Masse war der Stern aber noch sehr jung, so dass zu erwarten ist, dass sich höchstens ein paar Gasriesen, aber noch kaum terrestrische Planeten gebildet hatten.
 

VooDoo

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Ein Stern mit der zehnfachen Masse der Sonne lebt also nur ein Tausendstel so lange, ein Stern mit der hundertfachen Masse der Sonne nur ein Millionstel so lange wie die Sonne. Also statt 12 Milliarden Jahren nur 12 Millionen bzw. 12000 Jahre.

da ist mir noch etwas nicht ganz klar. Ich habe gelesen, dass einige Kernfusionen viele Millionen Jahre dauern. Wenn der Stern aber nur 12 Millionen jahre lebt, dann käme es gar nicht zu diesen Fusionen...
Liege ich falsch, oder habe ich da was gelesen, das nicht stimmt?
 

Bynaus

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Die Kernfusion der einzelnen Atome dauert Picosekunden - wie lange der Prozess der Kernfusion anhält, hängt vom Vorrat an Wasserstoff ab. Deshalb kann die "Wasserstofffusion" für viele Millionen oder gar Milliarden anhalten, damit ist der andauernde Prozess gemeint.
 

mac

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Hallo VooDoo,
da ist mir noch etwas nicht ganz klar. Ich habe gelesen, dass einige Kernfusionen viele Millionen Jahre dauern. Wenn der Stern aber nur 12 Millionen jahre lebt, dann käme es gar nicht zu diesen Fusionen...
Liege ich falsch, oder habe ich da was gelesen, das nicht stimmt?
Du hast etwa gelesen was durchaus richtig ist, nur Du hast es falsch interpretiert.

Zunächst sind die prinzipiellen Abläufe in allen Sternen gleich. Sie verbrennen (fusionieren) Wasserstoff zu Helium. Bei den sehr großen Sternen geht das nur sehr viel schneller und weil das sehr viel schneller geht, leuchten sie auch sehr viel heller (so wie Bynaus es Dir schon beschrieben hat)

Die sehr großen Sonnen können noch einige Stufen weiter (schwerere Elemente) als die kleineren Sonnen auf dieser Leiter kommen. Die Hauptenergiemenge wird allerdings bei der Fusion Wasserstoff zu Helium gewonnen. Deshalb dauern die höheren Stufen auch viel weniger lange als die niedrigeren, die Letzten sogar nur wenige Augenblicke.

Die kleineren Sonnen kommen mit ihrem (viel weniger) Brennstoff aber viele Milliarden Jahre aus, leuchten dafür auch entsprechend schwach. Der Vorgang des Wasserstoffbrennens (Wasserstofffusion) ist aber der gleiche wie in den großen Sonnen.

Nur bei den schwereren Elementen (die aber kaum noch Energie bringen) können die kleineren Sonnen durch ihre geringere Masse nicht mehr genügend Druck und damit auch Temperatur aufbringen, um diese Fusionen zu starten.

Für alle, auch die größten gilt aber bei Eisen ist Schluß, darüber hinaus müßte Energie reingesteckt werden um noch scherere Elemente zu erzeugen.

Die schwereren Elemente werden deshalb auch nicht in dieser Lebensphase der Sterne erzeugt, sondern nur bei den Sternen die als Supernova enden. Die Energie, die dabei erzeugt wird, wird zu einem Teil in die Fusion der schwereren Elemente 'gesteckt'.


Herzliche Grüße

MAC
 

VooDoo

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Da es sich anscheinend um eine Typ-II Supernova handelte, liefen in dem Stern noch ganz viel mehr Kernfusionsreaktionen ab, also alles hinauf bis zum Eisen, z.B. Kohlenstoff + Kohlenstoff = Silizium, und ähnliches.

Zuerst braucht man aber Helium, oder ist solches schon vorhanden? Mir ist wieder etwas unklar.
Ich habe gerade eben gelesen, dass in Massereicheren Sternen als die Sonne und ab 30 Mio K der Bethe-Weizsäcker-Zyklus, also der Kohlenstoff-Stickstoff-Zyklus vorherrscht, und der Proton-Proton-Zyklus eine viel kleinere Rolle spielt. Jedoch braucht es für diesen Zyklus zuerst Kohlenstoff... ist der einfach da oder wurde genau DER zuerst mit Hilfe des Wasserstoffbrennens erzeugt?

vielen Dank schon jetzt für die Auskunft ;)
 

Bynaus

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Das ganze angelt sich von Wasserstoff-Wasserstoff zu Helium über den sogenannten "Trippel-Alpha-Prozess" Helium-Helium-Helium zu Kohlenstoff immer weiter hinauf. Für die Sonne ist nach Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff fertig, weil sie zu wenig Masse hat, um ihre äusseren Hüllen gegen die Energie, die solche Fusionsprozesse freisetzen, festzuhalten.
 

Ich

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Jedoch braucht es für diesen Zyklus zuerst Kohlenstoff... ist der einfach da oder wurde genau DER zuerst mit Hilfe des Wasserstoffbrennens erzeugt?
Der wurde von früheren Sternen (Population II / III) erzeugt. Die waren auf Proton-Proton angewiesen.
 
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