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Thema: Braune Zwerge: Entstanden wie Sterne oder wie Planeten?

  1. #1

    Standard Braune Zwerge: Entstanden wie Sterne oder wie Planeten?

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    Braune Zwerge haben eine Masse, die zwischen der massereicher Planeten und massearmer Sterne liegt. Oft werden sie als verhinderte Sterne beschrieben, da sie nicht über ausreichend Masse verfügen, um dauerhaft nukleare Fusionsprozesse zu starten. Ob sie tatsächlich wie Sterne entstehen, oder vielmehr wie Planeten, weiß man bislang nicht. Neue Beobachtungen könnten nun helfen, diese Frage zu klären. (15. April 2019)

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  2. #2
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    Hallo zusammen,

    ich persönlich vermute, dass beide Entstehungsarten vorkommen, es sei denn, es gibt strikte physikalische Gründe, die einen von ihnen ausschliessen. Am Ende bleibt dann ein grosser "Wasserstoffball" übrig, der sich entweder wie ein Super-Planet aus ~90% Wasserstoff oder wie ein "ultraleichter Weisser Zwerg aus vielleicht ebenfalls 90% (?) Wasserstoff" benimmt.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  3. #3
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    Vermutlich überschneiden sich die Massenbereiche der grössten Planeten und der kleinsten Sterne (bzw, Objekte, die wie Sterne entstehen) tatsächlich, und zwar in einem Bereich, in dem auch das Deuteriumbrennen stattfindet. In diesem Fall befinden sich die Massen im unteren Bereich der Überschneidung, bei 21 und 24 Jupitermassen. H-Brennen beginnt erst bei ca. 78 Jupitermassen. Das ust also noch viel Spielraum.

    @Ralf: mit einem Weissen Zwerg ist das nicht vergleichbar... (der besteht ja hauptsächlich aus Kohlenstoff oder noch schwereren Elementen)
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  4. #4
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    Wenn beide Entstehungsarten für braune Zwerge zutreffen, ist es dann vielleicht auch möglich, das aus der protoplanetaren Scheibe ein Stern entsteht, vorausgesetzt es ist genügend Material vorhanden, oder durch Kollision und Verschmelzung zweier sehr massereicher brauner Zwerge? Wenn ja, was ist das dann für ein Objekt? Ein echter Stern, oder ein sternähnlicher Planet? Und ist es im umgekehrten Fall auch möglich, das ein vagabundierender Planet nicht unbedingt aus einem System gekickt wurde, sondern frei durch Materiezusammenballung wie ein Stern, oder freier brauner Zwerg entsteht, nur das die Gas- und Staubmenge eben nicht einmal für einen braunen Zwerg ausreicht. Da das dann ja per Definition kein Planet sein kann, was ist das dann?

  5. #5
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    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    @Ralf: mit einem Weissen Zwerg ist das nicht vergleichbar... (der besteht ja hauptsächlich aus Kohlenstoff oder noch schwereren Elementen)
    Hallo Bynaus,

    wir haben uns über dieses Thema schon einmal unterhalten. Aus astronomischer Sicht hast Du "statistisch" recht, weil die grosse Mehrheit der Weissen Zwerge immerhin auch das Kohlenstoffbrennen hinter sich gebracht haben.

    Es gibt aber auch Weisse Zwerge aus Helium und wird in ferner Zukunft noch zahlreiche weitere von denen geben und wenn man die Weissen Zwerge "physikalisch" betrachtet, dann sind die massenreichen Braunen Zwerge, konkret jene, die aus entartetem Wasserstoff bestehen, solche "ultraleichten Weisse Zwerge". Astronomisch indes benennt man sie nicht so, da hast Du natürlich recht. Vielleicht sollte ich diese Wortwahl konsequent in doppelte Anführungszeichen setzen.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  6. #6
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    Ich hab jetzt das arxiv-Preprint überflogen, und die interessanteste Schlussfolgerung aus meiner Sicht ist die: im Massenbereich zwischen 10 und 20 Jupitermassen ist die Überschneidung am grössten. Unter 10 Jupitermassen enstehen fast alle Objekte wie Planeten. Über 20 Jupitermassen entstehen fast alle Objekte wie Sterne (durch Gravitationskollaps). Ausgerechnet im Bereich, wo das Deuterium-Brennen anfängt sind beide Entstehungsarten etwa gleich häufig... Ich musste lachen ab dieser Ironie!

    @Protuberanz: Die "Massenfunktion" der Planetenentstehung tendiert über 20 Jupitermassen asymptotisch gegen Null. Okay, das Universum ist riesig, und vielleicht kam es an irgend einer Ecke schon einmal vor, dass sich ein "echter" Stern in einer Planetenbildenden Scheibe gebildet hat. Aber nach allem, was wir heute wisssen, muss das so selten sein, dass es keine Rolle spielt.

    @Ralf: Möglicherweise haben wir das schon mal diskutiert, ich gebe dir aber sicher die gleiche Antwort wie letztes Mal. Erstens, wie du sagst, gibt es noch keine Helium-Zwerge, weil diese am Ende der Entwicklung von M-Zwergen stehen und das Universum noch nicht alt genug dafür ist. Zweitens, selbst wenn, es sind HELIUM-Zwerge, sie bestehen also vorwiegend aus Helium, nicht aus Wasserstoff, wie Gasriesen und Braune Zwege. Es sind schlicht und einfach ganz andere Objekte, mit einer anderen Geschichte, deshalb auch einem ganz anderen Leuchtverhalten, und so weiter.
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  7. #7
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    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    @Ralf: Möglicherweise haben wir das schon mal diskutiert, ich gebe dir aber sicher die gleiche Antwort wie letztes Mal. Erstens, wie du sagst, gibt es noch keine Helium-Zwerge, weil diese am Ende der Entwicklung von M-Zwergen stehen und das Universum noch nicht alt genug dafür ist. Zweitens, selbst wenn, es sind HELIUM-Zwerge, sie bestehen also vorwiegend aus Helium, nicht aus Wasserstoff, wie Gasriesen und Braune Zwege. Es sind schlicht und einfach ganz andere Objekte, mit einer anderen Geschichte, deshalb auch einem ganz anderen Leuchtverhalten, und so weiter.
    Hallo Bynaus,

    ich weiss. Trotzdem stellt sich die Frage, ob man alle diese Unterscheidungen wie Entstehungsgeschichte u.s.w. machen soll wenn am Ende dasselbe Objekt herauskommt.

    So kennt man durchaus einige Helium Weisse Zwerge, obgleich das Universum noch zu jung für diese ist, aber als engstehende Doppelsternpartner haben sie Masse verloren, so dass das möglich war, ehe sie "bis zum Schluss" auf der Hauptreihe verbleiben mussten.

    Was nun: sollte man diese als Weisse Zwerge bezeichnen oder nicht ? Physikalisch sind sie es, entstehungsgeschichtlich sind sie es wenigstens ein bisschen, im Gegensatz zu den entarteten Braunen Zwergen, die nie auf der Hauptreihe waren, sondern gleich ihren entarteten Endzustand eingenommen haben und somit nur physikalisch solche Gebilde sind.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  8. #8
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    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    Über 20 Jupitermassen entstehen fast alle Objekte wie Sterne (durch Gravitationskollaps). Ausgerechnet im Bereich, wo das Deuterium-Brennen anfängt sind beide Entstehungsarten etwa gleich häufig... Ich musste lachen ab dieser Ironie!
    Hallo Bynaus,

    ich habe die Ironie noch nicht ganz verstanden ... - kannst Du ein bisschen helfen ?


    Freundliche Grüsse, Ralf

  9. #9
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    @Ralf: Ja, ich weiss, ein paar wenige Helium-Weisse Zwerge (HeWZ) gibt es aus exotischen Gründen (ich hatte das erst geschrieben, dann aber wieder rausgelöscht weil nicht wirklich relevant). Ja, HeWZ sind Weisse Zwerge, das stellt niemand in Abrede. Du ignorierst aber, dass HeWZ klar von Braunen Zwergen und massiven Planeten unterscheidbar sind, anhand ihrer hohen Häufigkeit von Helium im Vergleich zu Wasserstoff. HeWZ sind Endprodukte der Kernfusion. Für Braune Zwerge gilt das nur minimalst, D-D-Brennen erhöht das 3He/4He-Verhältnis nur minimal (wie wir aus dem Vergleich der Sonnen- und Jupiteratmosphären sehen). Helium ist nicht Wasserstoff, und ein Körper, der hauptsächlich aus Helium besteht, verhält sich anders als einer, der hauptsächlich aus Wasserstoff besteht. Braund Zwerge sind keine Weissen Zwerge und erst recht keine HeWZ.
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  10. #10
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    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Hallo Bynaus,

    ich habe die Ironie noch nicht ganz verstanden ... - kannst Du ein bisschen helfen ?


    Freundliche Grüsse, Ralf
    Weil das Deuterium-Brennen so lange als Unterscheidungs-Kriterium zwischen Planeten und Braunen Zwergen betrachtet wurde. Nun zeigt sich, dass ausgerechnet in dem Bereich, in dem es beginnt, etwa gleich viele Objekte wie Planeten bzw. wie Sterne entstehen. Das heisst, ein Objekt innerhalb von ein paar Jupitermassen dieser Grenze könnte sowohl wie ein Stern, als auch wie ein Planet entstanden sein. Ein Objekt mit, sagen wir, 11 Jupitermassen könnte wie ein Stern entstanden sein, ein anderes mit 15 Jupitermassen wie ein Planet. Es ist doch ironisch, dass die Überlappung tatsächlich exakt in diesem Bereich am höchsten ist!
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