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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Warum gibt es Neutronensterne?



jonas
22.04.2008, 19:35
Mir ist gerade ein wirklich verrückter Gedanke durch den Kopf geschossen: Warum gibt es eigentlich Neutronensterne?

Weshalb stelle ich diese saublöde Frage? Nun, das freie Neutron hat eine recht kurze Lebensdauer von ein paar Minuten. Inwiefern die Neutronen in einem solchen Stern frei sind kann ich jetzt nicht sagen, aber es scheint ja so zu sein, dass sie eben nicht kurz nach dem SN Ereignis zerfallen, sondern recht stabil weiterexistieren.

Hat sich über sowas schonmal jemand Gedanken gemacht? Wenn ja, dann wäre ich über eine kurze Antwort dankbar. Sowas in der Art: "entartete Materie verhält sich eben anders als ein freies Neutron -> link" würde mir schon genügen :)

Orbit
22.04.2008, 19:51
Link hab ich im Moment gerade keinen. Aber 'entartet' bedeutet offenbar eben, dass die Elektronen im weissen Zwerg nicht mehr in der Lage sind, gegen die Gravitation die ganze Palette an Orbitalen zu erzeugen. Bei den Neutronensternen verschwindet auch das letzte Elektronenorbital, d.h. alle Elektronen werden durch K-Einfang dem Nukleon einverleibt. Und das ist dann halt ein Neutron. Entweichen von e- und Neutrino ist nicht mehr möglich, also auch kein Beta-Zerfall. Neutronen im Neutronenstern sind gravitativ gebundene und somiit nicht mehr freie Neutronen. Für sie gilt die mittlere Zerfallzeit von etwas über 800 Sekunden nicht mehr.
MfG Orbit

jonas
22.04.2008, 20:16
Danke schonmal für die Antwort, Orbit :)

Hab' aber eine Nachfrage:

Entweichen von e- und Neutrino ist nicht mehr möglich
Beim SN Ereignis entweichen aus dem kollabierten Kern und damit gerade geborenen Neutronenstern massenhaft Neutrinos, warum sollten sie es später nicht mehr können?

Orbit
22.04.2008, 20:20
Die entweichen nicht aus dem kollabierten Kern, sondern aus dem kollabierenden Stern.

jonas
22.04.2008, 20:25
Meine Nachfrage kam deswegen, weil in Wiki folgendes steht (sicherlich nicht der Weisheit letzter Schluss und möglicherweise missverständlich oder sogar falsch):
Der Stern kollabiert, wobei der Kern stark komprimiert wird. Dabei treten extrem starke Kräfte auf, die bewirken, dass die Elektronen in die Atomkerne gepresst werden und sich Protonen und Elektronen zu Neutronen (und Elektron-Neutrinos) verbinden. Auch nach diesem Prozess schrumpft der Kern noch weiter, bis die Neutronen einen so genannten „Entartungsdruck“ aufbauen, der die weitere Kontraktion schlagartig stoppt. Dabei wird ein großer Teil der beim Kollaps freigesetzten Gravitationsenergie (also potentielle Energie) durch die Emission von Neutrinos frei.
Daher meine Annahme, dass der Kern die Neutrinos freisetzt und nicht die auf den Kern stürzende Sternenhülle. Deswegen sollen die Neutrinos ja auch ein gutes Stück früher zu beobachten sein als das optische SN Ereignis.

Orbit
22.04.2008, 20:36
Ja natürlich. Ich hab mich verhaspelt: Beim K-Einfang werden nicht nur Elektronen, sondern auch Neutrinos 'eingesammelt', die aber gleich wieder freigesetzt werden. Und weil der Neutronenstern dann keine Neutrinos mehr enthält, ist der Beta-Zerfall gestoppt.

jonas
22.04.2008, 20:38
Danke Dir :)

Ich
22.04.2008, 21:18
Ich hab das schon versucht zu beantworten (http://www.astronews.com/forum/showpost.php?p=30455&postcount=10), die Gravitation ist die treibende Kraft, die die Elektronen quasi in die Protonen drückt.

Orbit
22.04.2008, 21:28
Ich
Es ist schon so, dass ich das alles von und mit(in einem andern Forum) Dir gelernt habe. Sorry, dass ich vergessen habe, Dich zu zitieren. :)
Orbit

Ich
22.04.2008, 21:36
Es ist schon so, dass ich das alles von und mit(in einem andern Forum) Dir gelernt habe. Sorry, dass ich vergessen habe, Dich zu zitieren.
Entschuldigung, ich wollte hier keine Copyrightklage anstrengen, du steckst eh schon viel zu tief in der Illegalität wegen meiner Namensrechte. Aber Jonas hatte nach irgendwelchen Quellen gefragt, und da hab ich mir erlaubt mich hinzuzufügen.

Nathan5111
22.04.2008, 22:50
Hallo jonas,

warum beginnst Du Deine Suche nicht bei Andreas Müller (http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_n.html#ns)?

Gruß Nathan

jonas
23.04.2008, 00:05
Hi Nathan

Weil der Artikel bei Andreas Müller leider für diese bestimmte Frage nur 30% Prozent dessen hergibt, was Wiki liefert.

@IceAge: Deinen Post hatte ich noch in Erinnerung. Aber er hat in meiner Erinnerung eher das :confused: hinterlassen. Klar, die Elektronen werden in den Kern gedrückt und die Protonen werden sozusagen zu Neutronen "naturalisiert" (Naturalisiert=In die Nation aufgenommen ;)).

Im Moment halte ich mit Nichtwissen (ja, ich weiss, Juristendeutsch :D) Orbit's Erklärung noch für die für mich eingängigste. Also, dass der Zerfall der Neutronen aufgrund von Mangel an Neutrinos/Mangel an Restenergie aufgehalten wird.

Was mich allerdings zur nächsten Frage führt: Könnte eine Form von "Aktivierungsenergie" den Neutronenstern dazu bewegen zu "verbrennen"? Zum Beispiel wenn er einen genügend grossen Neutrinoschauer erhält. Klar, dass sowas noch nicht beobachtet wurde. Aber wäre sowas zumindest theoretisch denkbar? Oder ist der endgültige Kollaps zum SL bei Zufuhr von irgendwas schlicht vorgezeichnet?

Nathan5111
23.04.2008, 01:17
Hallo jonas,

Warum gibt es eigentlich Neutronensterne?


... weil in Wiki folgendes steht (sicherlich nicht der Weisheit letzter Schluss und möglicherweise missverständlich oder sogar falsch):


Weil der Artikel bei Andreas Müller leider für diese bestimmte Frage nur 30% Prozent dessen hergibt, was Wiki liefert.

Mir ist jetzt alles unklar, was willst Du eigentlich wissen, oder, was willst Du von uns hören? Hast Du eine fertige Antwort oder

Weshalb stelle ich diese saublöde Frage?

Ratlos
Nathan

jonas
23.04.2008, 02:33
Weshalb stelle ich die saublöde Frage? Eben warum die Neutronen im Neutronenstern nicht innerhalb von 800 Sekunden mit Getöse krepieren.

Damit ich nicht krepiere bin ich mal für ca. 18 Stunden wech. gn8 :)

PS: Ich habe alles andere als eine fertige Antwort. Wie gesagt, Orbit hat mir fast ausreichend geantwoirtet ... bis auf wenige Restfragen. .... endgültig *schnarch für jetzt*

Orbit
23.04.2008, 08:21
Nathan5111
Mir ist jetzt alles unklar, was willst Du eigentlich?
Hast Du die Diskussion gelesen?
Ich fand die ganz gut.
Oder meinst Du gar, dass wir hier besser nicht mehr diskutieren und statt dessen die einschlägigen Seiten lesen sollen?
Falls Du in Zukunft im Sinn hast, gelaufene Diskussionen auf diese Weise abzuqualifizieren, dann würde ich Dir das allerdings empfehlen.

Orbit

Ich
23.04.2008, 08:39
Was mich allerdings zur nächsten Frage führt: Könnte eine Form von "Aktivierungsenergie" den Neutronenstern dazu bewegen zu "verbrennen"?
Nein. Neutronen sind unter den gegebenen Bedingungen der energetisch niedrigmöglichste Zustand. Wenn ich Energie zuführe, wird der neue Zustand wieder zu Neutronen verbrennen.
Die Neutronen sind nicht deshalb stabil, weil ihnen irgendwelche Reaktionspartner für den Zerfall fehlen, sondern weil im Neutronenstern e+p in Summe schwerer ist als n.

Bynaus
23.04.2008, 09:22
Könnte man einen Neutronenstern nicht auch mit einem riesigen Atomkern vergleichen? Die Dichte liegt auf jeden Fall im richtigen Bereich... Worauf ich hinaus will: Neutronen in einem Atomkern zerfallen auch nicht.

Orbit
23.04.2008, 10:25
Neutronen in einem Atomkern zerfallen auch nicht.
Erstens stimmt das so nicht ganz und zweitens finde ich, sollte man den Neutronenstern, der nur noch aus Neutronen besteht eben gerade nicht mit einem Atomkern vergleichen, wo es ja immer auch Protonen gibt. Dass es die im Neutronenstern eben nicht mehr gibt, ist ja gerade dessen Besonderheit.
Orbit

Joachim
23.04.2008, 10:59
Hallo,


Könnte man einen Neutronenstern nicht auch mit einem riesigen Atomkern vergleichen? Die Dichte liegt auf jeden Fall im richtigen Bereich... Worauf ich hinaus will: Neutronen in einem Atomkern zerfallen auch nicht.

Der wesentliche Unterschied ist, dass ein Atomkern durch die starke Wechselwirkung stabilisiert wird und der Neutronenstern eben durch die Gravitation. Die starke WW kümmert sich nicht um die Elektronen und behandelt Protonen und Neutronen gleich. Deshalb wird ein Atomkern nur aus Neutronen nicht stabil sein können. Er würde über Beta-Zerfall Elektronen entlassen und zu einem Atom mit großen Elektronenorbitalen drum herum werden.

Die Gravitation aber erfasst auch Elektronen und sorgt so dafür, dass der Zustand mit möglichst wenigen Teilchen günstiger ist als der mit einem Ausgleich zwischen Protonen und Neutronen und einer Elektronenhülle. Der Entartungsdruck der Elektronen wäre sehr hoch, deshalb gewinnt der Neutronenstern beim Kollaps jedes Mal Energie, wenn ein Proton ein Elektron einfängt. Diese Energie wird dann als Neutrino entlassen. Der Prozess ist also:

Proton + Elektron ->Neutron + Neutrino

Das ist der selbe wie beim K-Einfang (http://www.quantenwelt.de/kernphysik/radio/keinfang.html).

Gruß,
Joachim

Nathan5111
24.04.2008, 02:24
Aussage gelöscht

pauli
24.04.2008, 03:08
Aussage gelöscht

huch, ist denn das erlaubt :confused:

jonas
24.04.2008, 12:21
huch, ist denn das erlaubt
Wenn man rasch genug seinen post editiert, also solange noch kein anderer ihn aufgerufen hat, erscheint noch nichtmal der Zusatz "editiert am ...". Mitten in der Nacht geht sowas natürlich leicht.

MaW, es ist erlaubt über die ganz normale edit Funktion.