dunkle Materie?

mac

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Hallo UMa,

zunächst einmal danke ich Dir ganz herzlich für Deine Antwort. Meine chronologischen Kenntnisse sind, da ich die Informationen nur zufällig bekam, sicher nicht so genau. Um so interessanter ist für mich diese Aufstellung.



UMa schrieb:
die 1e11 Sonnemassen müssen sich auf die Materie innerhalb der Sonnenbahn, errechnet aus Abstand der Sonne und Umlaufgeschwindigkeit, bezogen haben.

Also ob die Zahlen diesen Ursprung hatten, weis ich natürlich nicht. Präsentiert wurden sie stets als Anzahl der Sterne in der Milchstraße. Eine Unterscheidung Sterne und Sonnenmassen wurde in diesen Präsentationen (überwiegend populärwissenschaftliche Sendungen im TV. Bücher konnten wir uns nicht leisten.) nicht gemacht.



UMa schrieb:
1.
Die damaligen (bis in die 70er) Werte für die Gesamtmasse müssen so zwischen um 200e9? Sonnenmassen betragen haben.

Zumindest in den mir zugänglichen Informationsquellen wurde diese Zahl (in dieser Zeit), da bin ich mir sicher, nicht genannt. (Möglicherweise für Andromeda)


UMa schrieb:
2.
In den 70er Jahren wurden dann bei anderen Galaxien die Rotationskurven (mittels Dopplereffekt) bestimmt und sie zeigen auch in großen Abständen zum Kern einen flachen Verlauf ohne den erwarteten Keplerabfall. Und das obwohl die Helligkeit schon viel weiter innen stark abfällt und in den Außenbereichen praktisch Null ist. Merkwürdig.

Später (80er) stellte man dann dies auf für die Milchstraße fest.

Du verwendest (ich vermute weil es auch so in Deinen Quellen formuliert wurde?) den Begriff ‚große Abstände’. Sind Dir dafür quantitative Angaben bekannt?

Der Hintergrund dieser Frage sind Berichte die ich vor einem knappen Jahr gelesen habe: ‚Ausdehnung der Galaxien doppelt so groß wie bisher angenommen’ Diese Entfernung kann damals also noch nicht gemeint gewesen sein.

Wenn in Deinen Quellen nur diese qualitative Angabe gemacht wurde, dann gibt es einen sehr großen Bereich der gemeint sein könnte. Wie gut sind solche Messungen eigentlich?

So sehr merkwürdig finde ich das gar nicht. Zumindest im CNS3 ist die Hauptmasse nicht in den großen Sternen, sondern in den kleineren gebunden. Erst bei den ganz kleinen gibt es, fast wie abgeschnitten (deshalb denke ich auch dass das messtechnisch bedingt ist) ein ziemlich abruptes Ende dieser Verteilung. Es geht natürlich nicht spurlos an mir vorrüber dass die MACHO-Suche (bisher?) nicht sehr viel Masse gebracht hat, aber so richtig überzeugend finde ich 17 Ereignisse nun auch wieder nicht. Und bei einem möglichen Verteilungsraum von einigen millionen Lichtjahren für die produzierten schwarzen Löcher und Neutronensterne einer Galaxis zerstreut eine Messung in einem Radius von 100000 Lichtjahren auch wenn sie mich beeindruckt, nicht wirklich meine Zweifel.



UMa schrieb:
3.
Die Gesamthelligkeit der Galaxien ist nur ~25e9 Sonnenleuchtkräfte für Andromeda und 16-20e9 Sonnenleuchtkräfte (Unsicherheit Faktor ~2) für die Milchstraße

und das vor dem Hintergrund, dass die Milchstraße möglicherweise doppelt so viele Sterne wie Andromeda enthält.

Wie gut kann man das in Sonnenmassen umsetzen? Wenn ich die bisher zusammengetragenen Informationen richtig verstanden habe, ist die Verteilung der Masse auf die verschiedenen Sonnengrößen ziemlich unklar.

Mit meinen eigenen Versuchen der IMF auf die Spur zu kommen (Katalog des Arches Sternenhaufen und CNS3) komme ich nicht wirklich weiter. Erstens ist die Lücke zwischen den größten Sonnen im 25 Pc Bereich des CNS3 und den kleinsten katalogisierten Sonnen im Arches Haufen riesig. 2. bricht die Verteilung bei den kleinen Sonnen im CNS3 ziemlich abrupt ab. Das das real sein soll, kam mir schon vor diesem Bericht ziemlich eigenartig vor. Und drittens finde ich nichts darüber, ob die Größenverteilung bei der Bildung von Sternen immer gleich ist oder wie bei Nieselregen und Starkregen variiert? (Assoziation bei Anblick der phantastischen Hubble-Aufnahmen von Dunkelwolken) Wenn das aber der Fall sein sollte, dann ist der Arches Haufen nur ein Punkt in einer Wolke und kein Punkt auf einer Linie.



UMa schrieb:
4.
Auch zur Masse der Sterne gibt es unterschiedliche Werte. früher nahm ma um 170e9 Sonnenmassen an und keine (echte) dunkle Materie, sondern viele schwache Sterne/ oder braune Zwerge. Da man trotz intensiver Suche in den 90ern nicht genügend davon fand, gehen neuere Modelle von nur ca 60e9 Sonnenmassen in Sternen aus (Unsicherheit Faktor 2), was auch besser zu Leuchtkraft passt. Außerdem gab es noch Micolensing suchen nach den MACHO's. Die fanden zwar einige Körper (mehr als man erwartet hatte) aber bei weitem nicht genügend für die fehlende Masse.
Z.B.
http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0607207

Ich hab’ heute Nacht Teile der PDF-Datei gelesen aber vorläufig etwas entnervt aufgegeben, da ich viele der Abkürzungen nicht verstehe. (Das Fachenglisch in diesem Bereich fällt mir immer noch ziemlich schwer). Wenn ich das bischen das ich gelesen hab’ richtig verstehe, hat man 17 Ereignisse gemessen, bei denen man ausreichend sicher ist, dass es sich um Microlensing handelt. Was ich nicht ganz verstanden habe ist: war das alles in Richtung Maggelansche Wolke oder in einem größeren Arreal?

Hintergrund dieser Frage ist die Information aus Bonn, dass man in Richtung Maggelansche Wolke (ob große oder kleine müsste ich erst nachschauen) zu wenig fand um damit DM zu erklären, während man in Richtung Milchstraße viel mehr fand als man erwartet hatte. (in dieser Messung gab es aber bis dahin nur 7 Ereignisse. Da ging mir so durch den Kopf: Das ist ja sogar ohne Sponsor noch schlimmer, als bei einigen Studien in der Medizin)

UMa schrieb:
5.
Staub und Gas würde man im Infraroten bzw. Radiobereich sehen.
Was bleibt noch?
UMa, das ist ja gerade mein Problem! Also jetzt hobbymäßig. Quellen lesen, wie es ja angesagt wäre, ist ein Vollzeitjob, kann ich mir zeitlich nur sehr selten erlauben. Fast überall wo ich sonst lese, finde ich quantitative Angaben ohne Datum und mit riesigen Unterschieden. Sogar in sehr seriösen Quellen. Sogar innerhalb einer einzigen Quelle. Ja es gibt sogar innerhalb einer Quelle aussagen die sich gegenseitig ausschließen. Ich fange gerade mit diesem Thema an (sozusagen Stand 1. Semester autodidaktisch) bin weit davon weg, hier wirklich Spreu von Weizen trennen zu können. Um so dankbarer bin ich für solche chronologischen Informationen wie ich sie von Dir erhalten habe. Die Informationen die ich hier von Dir und auch von Bynaus bekommen habe, und in anderen Threads zum gleichen oder ähnlichen Thema von etlichen anderen, beeindrucken mich sehr. Vorallem helfen sie mir dabei, mich besser in dem aufgefundenen Chaos zu orientieren und Maßsstäbe zu erlangen, ohne die ich sonst nur auf meine eigenen Fähigkeiten zum Erkennen von Unfug angewiesen wäre. Aber eine richtige Struktur habe ich noch nicht.


UMa schrieb:
6.
Inzwischen gibt es Abschätzungen für die anziehende Masse in den äußeren Bereichen der Milchstraße. In den letzten Jahren ist man dabei auf Werte zwischen 400e9 und 6400e9 Sonnenmassen gekommen.

Wie weit ist äußere Bereiche?

Gegen einen Faktor 16 Spielraum hab’ ich keine Chance. Aber wenn ich mein bisher zusammengetragenes Wissen richtig kombiniere, dann liegt dieser Spielraum daran, weil man so weit außen die Umlaufgeschwindigkeiten weder in der Milchstraße (ungünstige Geometrie) noch in anderen Galaxien (zu dunkel?) vernünftig messen kann. Nu mal ehrlich, wie viel ist denn dann so eine Aussage noch wert? Ist das eine harte obere und untere Grenze? 100% nicht überschreitbar, oder das Ergebnis einer Fehlerrechnung mit 1 s-Grenzen? Wie hat man das abgeschätzt?

UMa schrieb:
7. Kürzlich wurden die Eigenbewegungen der Magalanischen Wolken genauer gemessen:
http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0606240
http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0508457
Falls sie, wie anzunehmen, an die Milchstraße gebunden sind, muss ihre Geschwindigkeit kleiner als die Fluchtgeschwindigkeit in dieser Entfernung sein. Dies führt auf eine minimale Gesamtmasse der Milchstraße von ~600-700e9?(geraten, muss erst nachsehen) Sonnenmassen, wirkliche Masse vermutlich mehr.

Beeindruckend! 2 mas/Jahr mit einer Standardabweichung von 80 uas ist wirklich enorm. Dagegen ist Hipparchos eine Grobschmiedearbeit. 2 mas pro Jahr sind etwa 300 km/s in 100000 Lichtjahren Entfernung, ergibt 600e9 M0 für einen Orbit. Wie weit die jetzt wirklich weg ist, weis ich nicht, (diese Entfernung steht jedenfalls in meinem Gedächtnis)


UMa schrieb:
PS: Sorry für die späte Antwort, aber ich komme zur Zeit nicht mehr ins Internet.
Ehrlich gesagt war ich sogar froh, weil ich ziemlich hinterherhechel. Nein ich bin sehr froh über Eure Antworten. Monatelang war fast tote Hose und jetzt gleich Zwei die viel mehr davon verstehen als ich. Was kann mir besseres passieren?

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

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Hallo Bynaus,

Bynaus schrieb:
Das ist eher seltsam: Hohlkugeln wirken ja auch Körper, die sich darin befinden, keine Kraft aus - so lange sie rotationssymetrisch sind, heben sich die Kräfte in alle Richtungen auf. Das gilt auch für "äquatorsymetrische Scheiben" aus einer Hohlkugel, z.b. ein "Ring" aus Materie. So lange sich ein Teilchen innerhalb des Ringes befindet, bewirkt der Ring selbst keine Kraft. Deshalb wäre es seltsam, wenn rotationssymetrisch verteilte Materie einen gravitativen Einfluss hätte.

tut mir leid, aber das ist mir gerade eingefallen. Ganz simple Plausibilitätsüberlegung.

Kugel: r^2 proportional wächst die Oberfläche, r^2 proportional sinkt die Gravitation, ergo Ausgleich!

Ring lineare Längenzunahme ...

Ring positionsabhängig, Kugel nicht!

Gruß

MAC
 

mac

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Ich hab vergessen hier den Link einzustellen:
mac schrieb:
Mit meinen eigenen Versuchen der IMF auf die Spur zu kommen (Katalog des Arches Sternenhaufen und CNS3) komme ich nicht wirklich weiter. Erstens ist die Lücke zwischen den größten Sonnen im 25 Pc Bereich des CNS3 und den kleinsten katalogisierten Sonnen im Arches Haufen riesig. 2. bricht die Verteilung bei den kleinen Sonnen im CNS3 ziemlich abrupt ab. Das das real sein soll, kam mir schon vor diesem Berichtziemlich eigenartig vor.
Gruß

MAC
 

Kunibert

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Hallo,
vielen Dank für den Hinweis auf diesem Thread, ist sehr interessant.
Ich habe einen Einwurf, bitte nicht steinigen, wenn es schon besprochen wurde. Da ich mit meinem Handy lese und schreibe kann es sein, daß ich was übersehen habe. Wenn wir die Galaxie beobachten, sehen wir auf unterschiedliche Zeitebenen. Um ein umfassendes Modell zu erstellen müssten wir also den beobachteten Zustand der weiter entfernten Regionen hochrechnen oder halt den der näheren Regionen zurück. Das zu bewerkstelligen ist doch nicht möglich, da wir noch garnicht genug Beobachtungszeit haben, oder?
 

mac

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Kunibert schrieb:
Ich habe einen Einwurf, bitte nicht steinigen
Solange Dein Einwurf nicht aus Steinen besteht (was ja nicht der Fall ist! :) ) kommen garantiert auch keine Steine zurück! ;)
Kunibert schrieb:
Wenn wir die Galaxie beobachten, sehen wir auf unterschiedliche Zeitebenen. Um ein umfassendes Modell zu erstellen müssten wir also den beobachteten Zustand, der weiter entfernten Regionen hochrechnen oder halt den der näheren Regionen zurück. Das zu bewerkstelligen ist doch nicht möglich, da wir noch garnicht genug Beobachtungszeit haben, oder?
kommt darauf an, welche Informationen und wie genau man ermitteln möchte.

Geschwindigkeitsmessungen innerhalb unserer eigenen Galaxis funktionieren innerhalb der Sonnenumlaufbahn und darüber hinaus bis ca. 10 kPc hervorragend. weiter nach draußen wird es allerdings immer ungenauer. Wenn es Dich interessiert kann ich Dir dazu einen Link geben. Du kannst mit größtmöglicher Sicherheit davon ausgehen, daß sich an der Umdrehungsgeschwindigkeit unserer Galaxis nichts geändert hat. Die Sterne die man dafür gemessen hat, werden aber natürlich an anderen Stellen zu sehen sein, wenn ihr jetzt ausgesandtes Licht bei uns ankommt.

Herzliche Grüße

MAC

PS. Wenn ich an Deiner Frage vorbei geantwortet hab' dann frag ruhig noch mal.
 

Klaus

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mac schrieb:
Hallo Bynaus,

tut mir leid, aber das ist mir gerade eingefallen. Ganz simple Plausibilitätsüberlegung.

Kugel: r^2 proportional wächst die Oberfläche, r^2 proportional sinkt die Gravitation, ergo Ausgleich!

Ring lineare Längenzunahme ...

Ring positionsabhängig, Kugel nicht!

Gruß

MAC

Exakt, ein materiereicher Ring, wie er um Galaxien alles andere als ungewöhnlich ist, übt eine enorme Anziehungskraft auf alles aus, was ihm in seinem Inneren nahekommt und sich nicht nicht gerade in Nähe des Zentrums befindet. Er kann die Umlaufgeschwindkeiten all jener Materie, die ihm in seinem Inneren nahekommt, beliebig herabsetzen, weil seine Anziehungskraft ja der des galaktischen Zentrums entgegenwirkt. Gleichzeitig erhöht seine Anziehungskraft aber die Umlaufgeschwindigkeit all jener Materie die, die sich außerhalb von ihm befindet. Hatte ich vor geraumer Zeit hier auch schon mal erwähnt, ist aber eh jedem klar, der mal drüber nachdenkt.
Was meiner Ansicht nach, für die massereichen Ringe in den Außenbereichen der Galaxien verantwortlich sein könnte, ist die erwähnte Gesetzmäßigkeit der thermisch bedingten Drehimpulsverlagerung in die Außenbereiche des rotierenden Objekts. Stimmt auch alles wunderschön mit den Beobachtungen überein.:)
 

mac

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Hallo UMa,

UMa schrieb:
MAC schrieb:
Na, zumindest nicht von WIMPs. Da kann ich auch nur spekulieren. Irgendwo (ich finde es mal wieder nicht) habe ich vor einigen Tagen gelesen, dass die allerersten Sonnen überwiegend riesengroß gewesen sein sollen?
Allzuviele können es wahrscheinlich nicht gewesen sein (zumindest nicht mehr als die heutige sichtbare Masse), da sonst erheblich mehr schwere Elemente im ISM vorhanden wären. ...
gerade ist mir aufgefallen, dass ich hier noch was offen gelassen habe und eine Quelle wiedergefunden habe. Es ist zwar nicht die, die ich meinte, weil die eine Aussage zur Bildung und Größenverteilung der allerersten Sonnen machte, aber die hier könnte eine Begründung liefern wieso Elementhäufigkeit und Anzahl von schwarzen Löchern nicht viel miteinander zu tun haben. Das was ich meine steht im letzten Absatz.


Herzliche Grüße

MAC

PS. Im Übrigen hast Du mich inzwischen so sehr mit Literatur 'versorgt' daß ich mehrere Tage 'Arbeit' damit haben werde, also noch ein Paar Wochen brauche. :) ;)
 

mac

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Hallo Klaus,

ich hab' gerade gesehen daß ich den nachfolgenden Text offTopic bei Abbremsung Pioneer... geschrieben hatte. Da tauchte die ursprüngliche Frage zwar auf, aber der größte Teil der Antwort gehört doch eher hier hin!


mac schrieb:
Ich will in den nächsten Tagen mal versuchen
herauszufinden ob, und wie sich diese Verteilung außerhalb des Sonnensystems in unserer 'Nachbarschaft' fortsetzt? Wenn Dein berechtigter Einwandt eine relevante Rolle spielt, dann darf sich dieser Trend bei der Massenverteilung auf die verschieden großen Sonnen nicht fortsetzen! Bin gespannt.

ich bin gerade fertig geworden mit der Massenverteilung auf die verschiedenen Größenklassen.

Da eine Fortsetzung der Funktion mit dem Durchmesser auf der X-Achse bei Sonnen in die Irre führt, habe ich alles auf Masse-Klassen umgerechnet.

Die Daten aus unserem Sonnensystem ohne die Sonne, die Daten aus RECONS Top100, dem CNS3 bis 25 Parsec und dem Katalog des Arches Clusters

Die Umrechnung Absolute Leuchtkraft in Masse habe ich mit den Daten aus dem REKONS Katalog durchgeführt, erschien mir am besten.

Im Sonnensystem habe ich Faktor 10 Schritte für die Masseschritte gewählt, bei den drei Katalogen Faktor Wurzel(2).

Bei der Normierung ist mir noch keine brauchbare Lösung eingefallen, wie ich die völlig unterschiedlichen Gesamtmassen einigermaßen auf eine gemeinsame Basis bringen kann. Der Trend bei den ersten drei Gruppen ist aber immer gleich, die Summe der Massen der schwereren Objektklassen ist größer als die der Leichteren.

Sollte jetzt dem Einen oder der Anderen spontan der Gedanke durch den Kopf gehen: „Ja ach, was hat er denn erwartet?“ Kein Problem, verstehe ich, hätte ich spontan auch gedacht.

Deshalb kurzer Exkurs für die, die mich jetzt für meschugge halten. ;):

Diese Aussage mag sich für jemanden, der sich mit dieser Materie bisher nicht selbst beschäftigt hat, trivial, ja, banal klingen. Um einen Maßstab für die Bedeutung dieser Aussage zu bekommen, kann man sich vergegenwärtigen, dass z.B. die Gesamtmasse aller Mäuse auf dieser Erde weitaus größer ist, als die Masse aller Elefanten und die Masse aller, für das bloße Auge unsichtbarer Kleinstlebewesen mit Abstand den Löwenanteil der gesamten Biomasse ausmacht.

Dieser angesprochene, keineswegs selbstverständliche Trend hingegen ist von immenser Bedeutung für den Verbleib und die Mengenabschätzung der Masse im Universum. Stichwort IMF

Ende Exkurs.


Der Trend (die Richtung, nicht der Betrag der Steigung) ist immer gleich, unabhängig von der Größe der Objekte, bis etwa 0,7 Sonnenmassen, danach knickt die Kurve bis etwa 1 Sonnenmasse allmählich, dann ganz stark nach unten ab. Dieser Knick ist durchaus begründet. Wie bekannt, leben Sonnen, so schwer wie unsere Sonne, ca. 1E10 Jahre, schwerere viel kürzer, also gibt es von denen auch nur noch die, die ‚neulich’ nachproduziert wurden. Was aber nicht heißt, daß sie alle wieder zu Gas und Staub geworden sind. Aus ihnen sind geworden: weiße Zwerge, Neutronensterne Gas und Staub aus Wasserstoff und allen schwereren Elementen und schwarze Löcher.

Aus diesem Gas und Staub sind aber seit der Entstehung des Universums schon über mehrere Generationen neue Sterne entstanden. Das bedeutet für die Steigung dieser Masseverteilungskurve aber eine Abflachung, die die wahre Verteilung nicht mehr zeigen kann. Es wurden ja immer wieder alle möglichen Sonnengrößen nachproduziert und nur die größeren sind verschwunden (also leuchten nicht mehr). Die kleineren wurden immer mehr aufgefüllt und die größeren sieht man nicht mehr. Wo sind die? Und vor allem, wie viele sind es und noch wichtiger wie viel Masse ist in ihnen gebunden, die nicht mehr am Kreislauf teilnimmt, sehr wohl aber Gravitation macht?

Entschuldige Klaus und auch die, für die ich hier Eulen nach Ath.. aber ich schreibe es nicht nur für Euch.

Beim Arches-Cluster ist die Interpretation etwas schwieriger.
Es sind 196 aufgelistete Sonnen mit einer Gesamtmasse von 8653*M0 knapp 1/3 der Gesamtmasse steckt in 22 Sonnen.
Der Trend den ich beschrieben habe setzt sich zwischen 20 bis 40 Sonnenmassen fort, bricht dann deutlich ein, und erreicht sein Maximum bei den größten Sonnen.

Da aber die schwersten 12 Sonnen alle mit 120 M0 angegeben sind, ist mein Vertrauen in die Exaktheit der Messungen insgesamt nicht sehr groß. Das was man vielleicht noch aus den Daten entnehmen kann ist, dass der Trend der Kurven erst ab einer Größe von ca. 40-50 M0 deutlich abflacht.

Im CNS3 finde ich für den Bereich von 25 Pc eine Dichte von 0,03 M0/Pc^3 und im Top100 RECONS für den Bereich von gut 6 Pc 0,05 M0/Pc^3. Beide Kataloge wollen vollständig sein!
Wenn ich mit der Steigung der Kurve, die ich im RECONS Top100 finde, extrapoliere, komme ich auf sehr viel höhere Gesamtmassen als beobachtbar. Einige gravierende Probleme dabei: Bei welcher oberen Grenzmasse höre ich auf? Wie stark ist die Kurve durch die Neuproduktion der Sonnen abgeflacht? Wie groß ist der Materieanteil, der nach einer SN wieder mitspielen darf? Kollabieren Sonnen > 150M0 direkt und ohne Aufsehen zu schwarzen Löchern? (Das ist nicht meine Idee!) Werden sie überhaupt gebildet? Ist die Annahme einer gleichmäßigen Durchmischung des Gases auch in einer Starburst-Situation richtig? Oder wird das abgestoßene Gas mit einer größeren Wahrscheinlichkeit an der Sternentstehung beteiligt, einfach weil es sie ja angeblich sogar auslöst?

Dein berechtigter Einwand mit der Materiezusammensetzung, geht von einer Modellrechnung aus, die mit sehr unsicheren Angaben rechnet. Wieviel von dem, mit Geschwindigkeiten weit oberhalb der galaktischen Fluchtgeschwindigkeit abgestoßenen Material verschwindet auf nimmer wieder sehen, und sehr dünn verteilt im intergalaktischen Raum?

Die Daten, die ich Dir hier genannt habe, sind ja mit Sicherheit bekannt und sicher auch entsprechend untersucht. Nur, für mich mit meinem blassen Schimmer, sind sie halt gemeinsam mit dem Rest, bisher nicht plausibel.

Ich sehe einen durchgehenden Trend von 0,07 M0 bis 0,7 M0, dann eine Lücke ohne verwendbare Daten und dann von 20 M0 bis 40 M0 die Fortsetzung des Trends. Ob er da mit der gleichen Steigung ankommt, muß ich noch prüfen.

Herzliche Grüße

MAC
 
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GUE

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Dear friends !
Bin neu hier, muß erst mal schauen, wie die Sache funktioniert.....
Schönen Abend dann noch !
 

mac

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Hallo,

mac schrieb:
Ob er da mit der gleichen Steigung ankommt, muß ich noch prüfen.


Ziemlich verblüffend!

Aber der Reihe nach: Ich habe jetzt einen (ganz einfachen) Weg gefunden, wie ich die unterschiedlichen Katalogdaten verknüpfen kann.

Diagramm: X-Achse M/M0 als Aufteilung der vorhandenen Masse in Gewichtsklassen. Die aufgelisteten Sonnen addiere ich mit ihrer Masse in diese Klassen. Das sind die Y-Werte.

Um die Daten vergleichbar zu machen, nehme ich den CNS3, nur die Sterne im Umkreis von 25 Pc, als Basis. Die Daten des Top100 („Alle“ Sterne im Umkreis von gut 6Pc) mußte ich mit einem Faktor 40 korrigieren, um mit den Summen der Masseklassen im CNS3 Bereich zu landen. Eigentlich hätte ich Faktor 66 erwartet (Volumenunterschied) aber die Dichte näher bei uns ist halt höher, als weiter weg. (0,05/0,03 M0/Pc^3)

Dieser Faktor verändert nicht die Relation der Daten aus einer Quelle, er verschiebt die Kurven nur ineinander ohne ihre Steigung zu verfälschen.

Per Graphikvergleich und Koeffizientenanpassung (per Hand) lege ich in diesen Verlauf eine gerechnete Gerade, die natürlich ab der 0,7-1,0 M0-Klasse die Messwerte nach oben verlässt. (also eigentlich eher umgekehrt, die Messwerte verlassen den Verlauf der Geraden.) Diese Gerade habe ich mit den Daten des CNS3 und denen des Top100 RECONS nach meinem Augenmaß vermittelnd erstellt. (Das Ganze genauer zu machen ist Unfug, weil keine der Datenquellen auch nur einigermaßen genau genug dafür ist)

Mit den Daten des Arches Kataloges das Gleiche, hier allerdings nur ein Faktor 17 um aus seiner enormen Dichte innerhalb von 1-2 Pc^3, die Dichte des CNS3 zu extrapolieren.

Die aus den CNS3/Top100-Werten extrapolierte Gerade landet dann nämlich ziemlich genau in den Daten des Arches Kataloges im Bereich 20 – 40 M0. Hier trifft sie den Verlauf sehr gut. Mehr als 2 Größenordnungen überspannend, die gleiche Steigung! Das ist fast unglaubwürdig zumindest sehr verblüffend. Oberhalb dieser Dichteklasse fällt die Archeskurve stark ab.

Der Arches Cluster ist deshalb so bedeutend, weil er erst 2E6 +/- 1E6 Jahre alt ist, schon durchsichtig ist und man annimmt, dass noch keine Sonne in ihm als SN endete. Hm!

So, wenn ich jetzt diese Daten alle ernst nehme, keinen Grund finde, warum der Verlauf der Geraden bei der Bildung von Sternen nicht eingehalten werden sollte, dann komme ich, je nach Kappgrenze für die Sternengröße bei ihrer Entstehung, auf eine ursprüngliche Dichte in unserer Umgebung von: ca. dem 60 fachen des CNS3. Wenn bei der Sternentstehung immer solche Verteilungen wie im Arches-Haufen zum Tragen kommen, dann landet man eher beim Faktor 100.

Wo sind die aus unserer Umgebung denn jetzt? Ein sehr kleiner Teil der Masse steckt in weißen Zwergen fest und schwirrt noch immer hier herum. Ein bedeutend größerer Teil fällt als Neutronenstern überwiegend sehr weit draußen herum und der Löwenanteil? (der übrig gebliebenen Masse) schwirrt auch, wie ein Mückenschwarm durch und um die Milchstraße herum. Na ja, entscheiden wohin, können die natürlich nicht! Dieses ‚mückenähnliche’ Verhalten liegt an dem Kick, den eine SN als Impuls auf den Neutronenstern überträgt und den evt. wenig später, das daraus entstehende SL noch hat.

Was ich absolut nicht sagen kann: wie viel Masse bleibt nach einer SN auf einem Neutronenstern bzw in einem schwarzen Loch zurück? 1/10? ½? Wieviel verlässt unsere Milchstraße für immer? Gibt es den Prozess, dass ein schwarzes Loch ohne SN entsteht?

Daß ich mich hier mit einem Faktor 60 ziemlich weit aus dem Fenster lehne, sehe ich durchaus. Irgendwelche dumme Fehler, oder eine zu freizügige Interpretation der Daten kann ich auch noch nicht ausschließen. Vielleicht findet ja jemand einen oder mehrere? (Das Nachvollziehen dauert etwa ein bis zwei Stunden. Ich müsste nur alles in eine gefälligere Form bringen. Das mache ich aber nur, wenn Interesse besteht.)

Das was ich hier miteinander verknüpft habe, ist sicher angreifbar. Die Archesdaten sind kein sehr zuverlässiger Ankerpunkt. Aber sie passen durchaus zum wesentlich härteren Rest. Mir erscheint diese Interpretation besser gesichert, als die Bestätigungen die ich bisher zur DM gesehen habe. Gut, das mag an meiner Unkenntnis und der Auswahl meiner Daten liegen! Aber ohne eine plausible Erklärung, warum die Verteilung nicht so sein kann, und trotzdem zu den vorhandenen Messwerten passt, sehe ich bisher keinen Grund, warum ich diese Interpretation für falsch halten sollte.


Herzliche Grüße

MAC
 

UMa

Registriertes Mitglied
Hallo MAC,

also so ganz habe ich deinen Beitrag nicht verstanden.

Auch die IMF fällt doch zu großen Sternenmassen ab. Die Hauptmasse (~60%) steckte also auch zu Anfang in den Sternen mit weniger als einer Sonnenmasse.
http://en.wikipedia.org/wiki/Initial_mass_function

Zitat:Im CNS3 finde ich für den Bereich von 25 Pc eine Dichte von 0,03 M0/Pc^3 und im Top100 RECONS für den Bereich von gut 6 Pc 0,05 M0/Pc^3. Beide Kataloge wollen vollständig sein!

Beide Kataloge geben die zur Zeit ihrer Erstellung bekannten Sterne an. Der CNS3 ist sicher bei den M-Sternen nicht vollständig. Der RECONS sollte für den kleineren Bereich einigermaßen vollständig sein, bis auf ein paar ganz schwache M-sterne und braune Zwerge.

Grüße UMa

Edit: Der Arches cluster ist sicher nicht repräsentativ.
 
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mac

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Hallo UMa,

UMa schrieb:
also so ganz habe ich deinen Beitrag nicht verstanden.
wie gesagt, mein Angebot steht!

UMa schrieb:
Auch die IMF fällt doch zu großen Sternenmassen ab.
Stimmt! Aber im Arches-Katalog erst ab einer Sternenmasse > 40-50M0. davor ist die Steigung nahezu identisch mit der Steigung zwischen 0,1 bis 0,7 M0 des CNS3.

UMa schrieb:
Die Hauptmasse (~60%) steckte also auch zu Anfang in den Sternen mit weniger als einer Sonnenmasse.
Zum Vergleich: Im CNS3 stecken nur rund 51% in den Sternen in <= M0, und die sind alle schon weit weg vom Anfang!

UMa schrieb:
Beide Kataloge geben die zur Zeit ihrer Erstellung bekannten Sterne an.
Du hast recht! Das war von mir unfair formuliert. :eek:
Eigentlich wollte ich damit zum Ausdruck bringen, daß hier möglicherweise noch eine ganze Menge unentdeckt ist.

UMa schrieb:
Der Arches cluster ist sicher nicht repräsentativ.
Warum? Gibt es andere, die ähnlich 'jung' sind?

UMa, vielleicht kennst Du Dich ja damit aus, oder ein(e) andere(r) von Euch? In der Veröffentlichung von D.Figer et al bin ich auf zwei Sachen gestoßen, mit denen ich bisher nichts anfangen kann:

1. Eine Achsbeschriftung: LOG Xi [stars / delta log M] was ist das für eine Transformation?
2. Eine eigenartige Massenangabe:
thus indicating a total cluster mass of 10,800 M for mlower = 1.0 M and 12,000 M for mlower = 0.1 M.

Herzliche Grüße

MAC
 

UMa

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Hallo MAC,

der Arches Cluster liegt zusammen mit 2 weiteren massiven Clustern im Zentrum der Galaxis. Außerhalb des Zentrums sind solche Cluster nicht bekannt. Diese 3 Cluster haben zusammen ~1% der Gesamtleuchtkraft der Milchstraße! 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.

So aus dem Zsammen hang nicht ganz so einfach, aber:
zu 1. log Xi ist log10 der Anzahl der Sterne in logarithmisch gleichabständigen Intervallen delta log M
2. schwache Sterne wie die Sonne (oder Sirius) sind im Arches cluster nicht erkennbar. Daher wurde unter der Annahme einer Massenfunktion die Gesamtmasse nach unten extrapoliert. einmal bis 1.0 Msonne und einmal bis 0,1Msonne. D.h. die Masse in Sternen >=1Msonne ist ~10800 Msonne und in Sternen >=0.1 Msonne ist ~12000 Msonne.

Grüße UMa

PS: Da ich verreise, erst in ein paar Wochen wieder. Macht's gut.
 

mac

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Hallo UMa,

danke für Deine Antworten! :)

UMa schrieb:
der Arches Cluster liegt zusammen mit 2 weiteren massiven Clustern im Zentrum der Galaxis. Außerhalb des Zentrums sind solche Cluster nicht bekannt. Diese 3 Cluster haben zusammen ~1% der Gesamtleuchtkraft der Milchstraße! 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..
Hier muß ich erst noch sorgfältiger nachrechnen. (Sprich ein Modell bilden mit diesen Informationen).

UMa schrieb:
So aus dem Zsammen hang nicht ganz so einfach, aber:
zu 1. log Xi ist log10 der Anzahl der Sterne in logarithmisch gleichabständigen Intervallen delta log M
Ja! Genau so hatte ich das auch interpretiert. Funktioniert aber nicht mit den Katalogdaten, Kommt eine ganz andere Graphik heraus.

UMa schrieb:
2. schwache Sterne wie die Sonne (oder Sirius) sind im Arches cluster nicht erkennbar. Daher wurde unter der Annahme einer Massenfunktion die Gesamtmasse nach unten extrapoliert. einmal bis 1.0 Msonne und einmal bis 0,1Msonne. D.h. die Masse in Sternen >=1Msonne ist ~10800 Msonne und in Sternen >=0.1 Msonne ist ~12000 Msonne.
Ich hätte es auch so erwartet. Das steht aber nicht so in der Veröffentlichung, deshalb war ich mir nicht sicher ob ich es nicht irgendwie falsch interpretiere. Du bist also auch der Meinung, daß es in der Veröffentlichung mit falscher Verwendung des Begriffes 'lower' formuliert wurde?

UMa schrieb:
PS: Da ich verreise, erst in ein paar Wochen wieder. Macht's gut.
Schade wollte ich sagen! Sei nicht so egoistisch hab' ich mir erwidert!

Also gute Reise und komm gesund wieder! :)

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

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Hallo UMa,

der Arches Cluster liegt zusammen mit 2 weiteren massiven Clustern im Zentrum der Galaxis. Außerhalb des Zentrums sind solche Cluster nicht bekannt. Diese 3 Cluster haben zusammen ~1% der Gesamtleuchtkraft der Milchstraße! 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.
Dazu werde ich später Stellung nehmen.

So aus dem Zsammen hang nicht ganz so einfach, aber:
zu 1. log Xi ist log10 der Anzahl der Sterne in logarithmisch gleichabständigen Intervallen delta log M
2. schwache Sterne wie die Sonne (oder Sirius) sind im Arches cluster nicht erkennbar. Daher wurde unter der Annahme einer Massenfunktion die Gesamtmasse nach unten extrapoliert. einmal bis 1.0 Msonne und einmal bis 0,1Msonne. D.h. die Masse in Sternen >=1Msonne ist ~10800 Msonne und in Sternen >=0.1 Msonne ist ~12000 Msonne.

Zum Zweiten Punkt:
Mein Missverständnis der Grammatik dieses Satzes beruhte auf dem Verlust der Formatierung in der Textkopie die ich auf eine Word-Pad Datei kopiert hatte. Als ich das Ganze noch mal im Original nachgelesen hatte, war es mir klar. Deine Interpretation UMa, war vollkommen richtig.

Zum ersten Punkt:
Hier ist es anscheinend nicht so einfach. Zumindest mit den Katalogdaten sieht bei mir eine so erstellte Verteilung ganz anders aus, als in der Arbeit veröffentlicht.

Ich habe in der Zwischenzeit unter anderem versucht mich mit der IMF, wie sie von P. Kroupa beschrieben wird, und in dem von Dir verlinkten Wicki Artikel notiert ist, etwas vertrauter zu machen.

Unter normalen Umständen hätte ich gesagt: Kein Problem, ist triviale Mathematik. Was mich aber ziemlich verunsichert ist, dass ich weder die Verteilung der Pleiaden, noch die des Arches Haufen mit dieser Formel auch nur annähernd abbilden kann. Im letzten Fall würde ich sogar sagen, dass die Realität und die Formel absolut nichts miteinander zu tun haben!

Das war auch der Grund, warum ich hier im Forum mit Beispielrechnung nachgefragt habe, ob mir jemand zur Anwendung der Formel, wie ich sie verstehe, etwas sagen kann. Leider bisher ohne Resonanz.
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=1071

Es hat auch wenig Sinn, dass ich Dir jetzt schon meine Berechnungen und Überlegungen zur IMF mitteile, wenn ich bei der Anwendung völlig falsch liege.

Herzliche Grüße

MAC
 
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