Sternentwickung

Sternentwicklung

Milla fesl 31.03.22

5.2

Neutronensterne

5.1

Inhalt

Weiße Zwerge

05

Endzustände

5.3

Kollapsare

01

Sternentstehung

04

Rote Riesen

03

Hauptreihen-stadium

02

Kernfusion

01

Sternentstehung

1. Sternentstehung

• interstellare Materie (Staub, Gas)
• verdichtet: Wolke -> Baumaterial von Sternen
• Gravitation <-> Gasdruck
• Gravitation muss größer sein als Gasdruck -> Wolke kollabiert
• Teilchen werden nach innen beschleinungt -> Temperatur, Dichte des Zentrums steigen
• irgendwann so heiß&dicht, dass Energie nicht mehr entweichen kann
• Hülle wird immer dünner, Kern immer heißer -> Kernfusion

02

Kernfusion

2. Kernfusion

• Kernbereich ist ein Plasma
• Strahlung wird absobiert, bei niedriger Temperatur als Infrarotsrahlung abgegeben -> Infrarot-/Protostern
• steigende Temperatur -> Wasserstoffbrennen -> Stern ist geboren
• jetzt auf der Hauptreihe im HRD
• auch "Fehlgeburten" -> Brauner Zwerg

03

Hauptreihenstadium

3. Hauptreihenstadium

• Ausgleich der Gravitation durch Gas-/Strahlungsdruck
• Abschätzung der Verweilzeit eines Sterns auf der Hauptreihe -> siehe Bild
• Veränderung des Hauptreihenstadiums -> Stern "wandert" auf HRD
• Ende des HR-Stadiums: kein Wasserstoff mehr im Kern
• Nächster Schritt hängt von Sternmasse ab -> Weißer Zwerg oder Roter Riese

04

Rote Riesen

4. Rote Riesen

• Heliumbrennen beginnt (Drei-Alpha Prozess) -> Kohlenstoff
• Hülle aus Wasserstoff fängt an zu fusionieren -> Stern dehnt sich aus -> Roter Riese
• Radien bis zu 100x (+) Sonnenradius
• noch weitere Fusionen können zünden bis Eisen
• relatib geringe Werte für Temperatur, dafür sehr hohe Leuchtkraft

05

Endzustände

5.1 Weiße Zwerge

• Massenarme Sterne (<1,4 Sonnenmassen)
• Gasdruck fällt weg -> Gravitationskollaps
• Parallel dazu: starke Verdichtung des Kerns
• Dichte unabhängig von Termperatur -> kühlen sehr langsam ab bis "Sternleiche" übrig ist
• Sauerstoff-Kohlenstoff-Plasma kann kristallisieren

5.2 Neutronensterne

• Sternenrest > 1,4 Sonnenmassen
• Gravitationskollaps kann nicht stabilisiert werden
• Theorie: Elektronen dringen in Protonen ein -> Neutronen mit sehr hoher Dichte
• Pulsare entdeckt 1967 -> Magnetfeld sendet Impulse

5.3 Stellare Schwarze Löcher (Kollapsare)

• KEINE supermassiven Schwarzen Löcher
• Restmasse von 2-3 Sonnenmassen können keinen stabilen Zustand erreichen
• Gravitation sehr stark -> Photonen können nicht mehr entweichen
• Physik reicht nicht aus um dies zu erklären

6. Quellen

• https://wissenstexte.de/physik/sterne.htm
• https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/die-entwicklung-der-sterne
• https://www.leifiphysik.de/astronomie/fixsterne/grundwissen/hauptreihenstadium
• https://physik.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Roter_Riese
• https://www.scinexx.de/dossierartikel/was-von-sternen-uebrig-bleibt/
• https://www.mpifr-bonn.mpg.de/forschung/fundamental/neutronensterne
• Astrophysikbuch