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Thema: Gaia: Wenn Weiße Zwerge kristallisieren

  1. #1

    Standard Gaia: Wenn Weiße Zwerge kristallisieren

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    Mit dem Astrometriesatelliten Gaia der europäischen Weltraumagentur ESA werden gerade Milliarden von Sternen der Milchstraße mit hoher Präzision vermessen. Die Daten liefern auch wichtige Informationen für Teilbereiche der Astrophysik, an die man zunächst vielleicht nicht denkt - beispielsweise zum Abkühlverhalten und der Kristallisation von Weißen Zwergsternen. (14. Januar 2019)

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  2. #2
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    Das Team um Tremblay hat nun über 15.000 Weiße Zwerge in einem Umkreis von 300 Jahren analysiert und konnte darin eine Gruppe identifizieren, in der gerade Kristallisationsprozesse ablaufen müssen.
    Schauen wir uns mal das Original an:

    In this study, the astronomers analysed more than 15 000 stellar remnant candidates within 300 light years of Earth as observed by Gaia and were able to see these crystallising white dwarfs as a rather distinct group.
    Somit sollten das also statt "Jahren" eher "Lichtjahre" sein und statt "Weissen Zwergen" eher "Weisse Zwerg-Kandidaten".

    Kommt das hin ? Bis 15 Lichtjahre kennt man 5 Weisse Zwerge (ok, 40 Eridani B ist geringfügig weiter entfernt), d.h. in einem 10x grösseren Raumgebiet, also bis 150 Lichtjahre erwarten wir knapp 10^3 mal mehr, also 5000 Weisse Zwerge.

    Und nochmal doppel so weit bis 300 Lichtjahre erwarten wir also nochmals 2^3 mehr, also 8x mehr, also rund 40000 Weisse Zwerge. Da die Weissen Zwerge jedoch nicht so hell sind, ist diese Zahl wohl überschätzt, so dass mir 15000 Weisse Zwerge-Kandidaten in einem Raumvolumen von 300 Lichtjahren um die Sonne durchaus plausibel erscheint.


    Freundliche Grüsse, Ralf
    Geändert von ralfkannenberg (14.01.2019 um 18:06 Uhr)

  3. #3
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    40k ist wohl keine schlechte Schätzung, wobei mit einem Faktor 2 oder so denn basierend auf 5 WZs packst du doch eine recht grosse Unsicherheit in diese Extrapolation. Aber von all den WZs da draussen dürften viele schwierig zu finden sein. Da kommt die Zahl schon hin...
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  4. #4
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    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    denn basierend auf 5 WZs packst du doch eine recht grosse Unsicherheit in diese Extrapolation.
    Hallo Bynaus,

    selbstverständlich ist eine solche Schätzung völlig inakzeptabel, aber es ging mir ja nur um einen allerersten Anhaltspunkt, ob diese 15000 überhaupt hinkommen, und dafür habe ich mir auswendig bekannte Daten verwendet.

    Schon viel besser wird die Schätzung, wenn wir alle Weissen Zwerge bis 30 Lichtjahre betrachten; das sind 17 Weisse Zwerge; Faktor 10 weiter hinaus liefert einen Faktor 1000, so kommen wir auf 17000 Weisse Zwerge, was sehr gut zu den vorgenannten "über 15000 Weissen Zwergen" passt.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  5. #5
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    Danke für die Hinweise auf die dummen Fehler mit "Kandidaten" und "Jahren" statt "Lichtjahren". Das ist inzwischen korrigiert. S.D.

  6. #6
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    Zitat Zitat von Webmaster Beitrag anzeigen
    die dummen Fehler
    Hallo Stefan,

    dank dieser angeblich "dummen" Fehler, die ohnehin nur kleine Schreibfehler sind, habe ich gelernt, dass es in diesem doch eher nahen Bereich bis 300 Lichtjahre deutlich mehr Weisse Zwerge gibt als ich "gefühlsmässig" erwartet, aber zuvor eben nicht nachgerechnet hatte.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  7. #7
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    Es ist für mich schon interessant, dass in einem Umkreis von 300 Lj 15000 Weiße Zwerge gefunden wurden, sicher gibt es auch noch ein paar unentdeckte, und 17 innerhalb von 30 Lj.

    Interessant wäre auch ein Vergleich, wie viele 'normale' Sterne und wie viele Neutronensterne und Schwarze Löcher es in diesem Raumvolumen gibt.

    Aber abgesehen von der Anzahl ist mir in dem Beitrag der beschriebene Kristallisationsvorgang nicht ganz klar. Meiner Meinung nach müsste doch durch die Wärmeabstrahlung zuerst die Oberfläche des WZ abkühlen und kristallisieren und die Kristallisation von außen nach innen fortschreiten, anstatt umgekehrt wie dort beschrieben? Kann das jemand aufklären?

    Gruß, Delta3
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  8. #8
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    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Interessant wäre auch ein Vergleich, wie viele 'normale' Sterne und wie viele Neutronensterne und Schwarze Löcher es in diesem Raumvolumen gibt.
    Hallo Delta3,

    dafür musst Du Dir halt Sternkataloge heraussuchen und dann eben nachzählen.

    Die allermeisten "normalen" Sterne sind Rote Zwergsonnen, von denen man aber keine einzige von blossem Auge sehen kann.

    Dann - auch wenn sie nicht als "normal" gelten - die Braunen Zwerge, von denen sollte es auch ziemlich viele geben, nur sind diese auch heutzutage gar nicht einfach zu entdecken.


    Wenn ich Dich richtig verstehe gilt Dein Hauptinteresse aber den Neutronensternen und den Schwarzen Löchern und bei den beiden Typen ist es eben so, dass sie sehr massereiche Vorläufersterne benötigen. Da scheiden alle Weissen Zwerge aus, den diese sind ja Weisse Zwerge geworden, weil ihr Vorläuferstern eben nicht genug Masse hatte, dann die Braunen Zwerge und auch die allermeisten Hauptreihensterne, d.h. alle der Spektraltypen M, K, G, F und A, und überdies auch alle höher als ~B5.

    Kandidaten für Sterne, die spatter einmal Neutronensterne oder Schwarze Löcher werden werden findest Du also bei den O-Sternen und bei den B0- ~B4-Sternen.

    Selbst der Orionstern Rigel, immerhin acht-hellster Stern am Nachhimmel und mit knapp 800 Lichtjahren schon weit entfernt, ist "nur" ein B8-Stern.


    Ich habe nun nicht weiter gesucht, aber Du wirst wohl schon deutlich weiter als 1000 Lichtjahre weggehen müssen, um einen Stern zu finden, aus dem eines Tages ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch werden könnte. In Sternentstehungsgebieten kann man fündig werden, wie z.B. dem hellsten Stern im Orionnebel (1350 Lichtjahre entfernt); das ist theta(1) Orionis C1 und der hat einen Spektraltyp von O6.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  9. #9
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    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Ich habe nun nicht weiter gesucht, aber Du wirst wohl schon deutlich weiter als 1000 Lichtjahre weggehen müssen, um einen Stern zu finden, aus dem eines Tages ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch werden könnte. In Sternentstehungsgebieten kann man fündig werden, wie z.B. dem hellsten Stern im Orionnebel (1350 Lichtjahre entfernt); das ist theta(1) Orionis C1 und der hat einen Spektraltyp von O6.
    Etwas näher ist das nächste-gelegene Sternentstehungsgebiet, der Kaliforniennebel (ca. 1200 Lichtjahre), und sein hellster Stern ist Menkib (xi Persei), der eine Spektralklasse von O7.5 hat.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  10. #10
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    Hallo Ralf, danke für deine Info. Ich hatte schon vermutet, dass es innerhalb einer Entfernung von 300 Lj. keinen Neutronenstern oder SL gibt, sonst hätte man sicher davon gehört. Allerdings weiß ich nicht, ob man ein isoliertes SL ohne Begleiter oder sonstige Materie in seiner Nähe entdecken könnte, da es ja nicht sichtbar ist.

    Aber ich war auch von der großen Zahl von WZ beeindruckt. Wenn es in 300 Lj. schon 15000 gibt (ohne die unentdeckten), wie viele gibt es dann in unserer Milchstraße? Da man sie in größerer Entfernung nicht mehr sehen kann, zählen sie dann zur sichtbaren oder zur dunklen Materie? Kann man aus ihrer Anzahl auf die Anzahl oder Dichte der SL in unserer Galaxie schließen?

    Die Frage, wie es sein kann, das WZ bei der Abkühlung von innen nach außen kristallisieren anstatt von außen nach innen, hat leider noch niemand beantwortet.

    Freundliche Grüße, Delta3
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