Was sind Doppelsterne[1]?

Spike Teleskop Observer Array STOA II
Was sind Doppelsterne?
Spike Jupiter, Sim 6 Kapitel 3 von 12
Was sind Doppelsterne [1]?
Wir hatten ja schon mehrfach
drüber gesprochen, das unsere
Sonne[2] etwas ganz besonderes ist. Das sie dafür sorgt, das
wir hier auf der Erde einen so
paradiesischen Platz haben.
Nun ist unsere Sonne in dem
Fall mal etwas ganz besonderes, weil die allermeisten Sterne geboren werden in Doppelsternsysteme[1], oder sogar
in Mehrfachsystemen[3].
tet.
Naja nicht so ganz, weil zwischen diesen beiden Sternen ja
eine Menge passiert.
etwas besonderes, weil sie für
den Astrophysiker[4] ein Labor[5] darstellen. Und zwar
deshalb, weil sich in einem
Doppelsternsystem,
isoliert
vom Rest (quasi), die Auswirkungen von 2 oder mehreren
großen Massen[6] gegenseitig
und um einander herum untersuchen lassen.
Mehrere Quellen gehen von
mehr als 50% aus. Bei Wikipedia heißt es das 60% –
70%[1] aller sonnenähnlichen
Sterne Doppelsterne sind. Also
sie sind jedenfalls viel häufi- Da gibt es zum einen die Dopger als Einzelsterne wie unsere pelsterne, die ein gemeinsaNun was sind Doppelsterne? Sonne.
mes Zentrum umkreisen.
Iss klar, das sind 2 Sterne und
die Frage ist damit beantwor- Doppelsterne[1] sind deshalb Also das Zentrum in der Mitte
Thema 63
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und Beide drehen sich um das
Zentrum herum. Sogenannte
Physische Doppelsterne[7].
Was auf beiden Bilder schon
auffällt ist, das beide Sterne
sehr eng beieinander stehen
was naturgemäß zu einer immensen gravitatorischen[8] Beeinflussung führt.
Die zerren an einander, dass
sich die Balken biegen.
Wir merken es ja schon, wie
sich Erde[9] und Mond[10] geSeite 1 von 7
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genseitig beeinflussen, und als schlimmer, die Dinger sind ja
sichtbarstes Zeichen dafür die viel viel größer. Als Vergleich:
Gezeiten[11] entstehen lassen.
Unsere Sonne hat nicht ganz
333.000 Erdmassen.
[12]
Beide Himmelskörper
sind
lange nicht so schwer wie Wenn also 2 solcher Brummer
Sterne[13], aber sie ziehen an- umeinander kreisen, dann tut
einander, nicht nur der sich einiges.
Mond[10] an der Erde[9], was
wir durch Ebbe[14] und Flut[15] Was tun also zwei Partner in
sehen können. Auch haben die einer 2er-Beziehung? Bleiben
Gezeitenkräfte[11] den Mond sie wie sie sind, oder veränvöllig abgebremst und ihn in dern sie sich? Das kennt man
seiner Drehung um sie Erde[9] ja auch im menschlichen Besynchronisiert[16], sodass wir reich, das eine 2er-Beziehung
immer die selbe Seite vom einen durchaus verändern
Mond[10] sehen. Also der Mond kann.
zieht an der Erde und die Erde
andererseits auch am Mond.
Nun sind Sterne[13] sehr gesellige Himmelskörper[12] und so
Und genauso ist es auch bei gibt es nicht nur 2er-SternsysSternen, nur ist es da viel teme, sondern auch 3er- 4erThema 63
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und 5er- Sternsysteme. Also Während sie immer kleiner
die Zahl ist nicht genau festge- wird, bleibt der Drehimpuls[18]
legt. Nun, warum ist das so?
aber erhalten, weil der Drehimpuls[18] eine ErhaltungsgröDas ist ganz einfach, da stellen ße[19] ist. Das führt nun
wir uns mal folgendes vor.
unweigerlich dazu, dass die
Wolke immer schneller wird.
Nehmen wir wieder mal so
eine handelsübliche Molekül- Wie bei der Drehung eines
wolke[20], mit einer Ausdeh- Eiskunstläufers, der die Arme
nung von sagen wir 100 Par- zunächst weit auseinander
sec[21], das sind 326 Lichtjah- hat....
re[22].
… und immer schneller wird,
Die hat wie alles im Univer- wenn er die Arme anlegt.
sum einen leichten Drehimpuls[18] und kühlt ab, das heißt Aber nun bekommt die Wolke
der Strahlungsdruck[17] nimmt ein Problem. Sie kann nicht
ab, und die Schwerkraft[8] ge- mehr so gut unter ihrer eigewinnt. Sie fällt unter ihrer ei- nen Schwerkraft[8] zusammengenen Schwerkraft[8] zusamm- fallen, weil die Zentrifugalken. Man sagt, sie kollabiert.
raft[23] alles auseinander treibt.
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Nun hat sie 2 Möglichkeiten.
Erstens, es bildet sich in der
Mitte ein großer Brocken. So
wie es in unserem Sonnensystem[24] passiert ist. Eine Sonne,
und ganz viele Bröckchen
drum herum.
Das ist wie gesagt die große
Ausnahme, weil eine andere
Lösung viel einfacher ist.
Und zwar bilden sich mehrere
Brocken aus, und die drehen
sich dann umeinander. Teilen
sich den Drehimpuls[18], und so
kann sich die Wolke weiter zusammenziehen.
Das ist die Ideallösung, deshalb gibt es 80%-90% davon,
laut Prof. Dr. H. Lesch. WikiThema 63
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pedia geht von 60%-70% aus.
der Sternentwicklung[30].
Ist ein Stern[13] sehr groß, hat
er viel Schwerkraft, und die
drückt massiv auf den Kern.
Die Fusionsrate steigt an, er
setzt sein Material schneller
Man stellte fest, dass die um, der Stern wird heller,
beiden Sterne meistens gleich dafür lebt er nicht so lange.
alt sind, sie sind also im
übertragenen Sinne am selben Wenn man also ein DoppelsTag geboren worden.
ternsystem[1] betrachtet, weiß
man schon mal, dass sie gleich
Wichtig hierbei ist noch, das alt sind, und wenn sie unterSterne ja Fusionsreaktoren[25] schiedliche Massen[31] haben,
sind, in denen sich Kernfusio- sollten sie sich auch unternen[26] abspielen. Sie fusionie- schiedlich verhalten.
ren Wasserstoff[27] zu Helium[28], und wenn der verbrannt Nun gibt es da etwas sehr
ist, beginnt das Kohlenstoffb- merkwürdiges. Man nennt es
rennen[29], u.s.w., Anschließ- das Algol[32]-Paradoxon[33].
end alle weiteren Brennphasen
Wenn also solche Doppelsterne entstehen: Was haben sie
nun für Möglichkeiten? Gibt´s
da verschiedene?
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Algol[32] ist bekannt seit etwa
400 Jahren als veränderlicher
Stern[35]. Im arabischen Mittelalter hat man ihn bereits mit
bloßem Auge am Himmel beobachten können und stellte
eine Helligkeitsveränderung
alle 3 Tage fest. (Nicht ganz,
2,87 Tage) Algol[32] steht im
Sternbild Perseus[36], benannt
nach Perseus[37], Sohn des
Zeus, aus der griechischen
Heldensage, das war ja der,
der die Medusa[38] gekillt hat.
Medusa war ja die, die einen
in Stein verwandelte, wenn sie
einen ansah.
Und in diesem Sternbild Perseus[36] gibt es einen Stern Names Ra´s al Guhl[40], der Kopf
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des Dämons. Batman-Fans
kennen auch Ra´s al Guhl als
Gegenspieler[39]
Batmans.
Aber das nur am Rande, zurück zum Sternbild Perseus
und der Stern Ra´s al Guhl.
wir von der Seite her sehen
und alle nicht ganz 68 Stunden
dreht sich das System einmal
um sich selbst. Alle 34 Stunden bedeckt der eine den anderen.
Claudius Ptolemäus[41] beschrieb seiner Zeit 48 Sternbilder, und eines davon war Perseus, mit dem veränderlichen
Stern. Denn den konnte man
damals schon mit bloßem
Auge sehen, ohne Teleskop.
Seit wir nun gute Teleskope
haben und diese Doppelsterne
richtig beobachten können,
wissen wir, was sich bei diesen „Bedeckungsveränderlichen“[35] abspielt.
Nun gibt es wie gesagt 2 Bedeckungen. Einmal ist es so,
dass der eine Stern dazu führt,
dass die Leuchtkraft drastisch
absinkt und man den Unterschied mit bloßem Auge sieht,
beim 2ten mal ist es so, das
man schon sehr gute Teleskope
braucht,
um
eine
Schwächung der Leuchtkraft
messen zu können. Woran
liegt das?
Algol
[32]
Thema 63
Normalerweise ist es so, dass
ist ein System, was der eine Stern kleiner ist,
leuchtschwächer und immer
wenn der vorne ist, verdunkelt
er stark den größeren dahinter.
Die Lichtkurve fällt also drastisch ab.
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aufbringt und somit einen viel
größeren Druck auf den Inneren Fusionskern[44] bringt. Er
verbrennt viel Schneller.
Ein Doppelsternsystem[1] in
Verschwindet jedoch der klei- dem beide Sterne so sehr unnere Stern hinter dem Größen, terschiedlich alt sind. Das ist
so fehlt von der Gesamtstrahl- wirklich selten.
leistung weniger und die Abdunklung ist weit geringer. An Wenn also ein Stern[13] mit weder Gesamtleuchtkraft des niger Masse[6] seinen WasserSystem ändert sich praktisch stoff[27] zu Helium[28] verüberhaupt nichts, oder nur we- brennt, dann wird er sich in alnig.
ler Ruhe entwickeln. Es passieren keine unerwarteten
Normalerweise ist es so, dass Ausbrüche, oder wahnsinnig
der kleinere Stern, mit weni- große Umsetztungsprozesse,
ger Masse, viel langsamer der macht in Ruhe vor sich
brennt und deshalb viel älter hin, und das dauert. Der wird
sein muss, als der große Stern, alt.
der viel mehr Gravitation[43]
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Ein großer Stern[13] hingegen,
bringt
ganz
erhebliche
[43]
Schwerkraft auf den inneren
Kern des Sterns[13]. Da passieren die Fusionsprozesse[44] erheblich schneller und in viel
größeren Mengen. Obwohl er
größer ist, wird er schneller
sein Feuer verschossen habe
und er wird lange nicht so alt.
Das Agol-Paradoxon ist nun
das, dass der kleine Stern viel
blauer ist, und der kleine Stern
hat viel mehr Masse und zieht
Material vom Großen ab.
Der große Stern hat im inne-
Thema 63
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ren seinen Wasserstoff[27] zu
Helium[28] verbrannt, und nun
setzt das Heliumbrennen[45]
ein. Der Stern wird im inneren
immer heißer und bläht sich
auf. Das lässt ihn immer größer werden.
Wenn er aber immer größer
wird, dann entfernen sich
seine äußeren Schichte immer
weiter von Kern, was dazu
führt,
das
Außen
die
Schwerkraft immer geringer
wird. (die Schwerkraft nimmt
ja mit dem Quadrat zur
Entfernung ab). Das wiederum
führt dazu, das seine Hüllen
immer dünner werden, bis sie
aufreißen und er sie verliert,
weil die Schwerkraft nicht
mehr ausreicht, um sie halten
zu können. Er gibt das
Material dann an den kleinen
Blauen ab.
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Anderen abgegeben wird, und
überprüft so die Keplerschen
Gesetzte[46]. Man kann sogar
die Relativitätstheorie[47] daran
überprüfen.
Also so ein Doppelsternsystem ist eine spannungsgeladeSolche Veränderlichen sind ne Zweierbeziehung, oder um
deshalb für die Astrophysik so es mit Kurt Tucholsky[48] zu
interessant, weil man auf ganz sagen:
engem Raum quasi ein
abgeschlossenes Labor hat,
Wenn 2 heiraten ist einer der
um Gesetzmäßigkeiten zu Dumme. Nur wenn 2 Dumme
prüfen.
heiraten, kann das auch mal
gut gehen.
Man misst die Menge des Materials, was von Einem zum
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Quellennachweis
[1] Doppelsterne
[14] Ebbe https://de.wikipedia.org/wiki/Ebbe
http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelstern
[15] Flut https://de.wikipedia.org/wiki/Flut
[2] Sonne http://de.wikipedia.org/wiki/Sonne
[16] synchronisierte Umlaufbahn
[3] Mehrfachsternsystem
https://de.wikipedia.org/wiki/Mond#Umlaufbahn
http://de.wikipedia.org/wiki/Mehrfachsternsystem [17] Strahlungsdruck
#Mehrfachsterne
https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsdruck
[4] Astrophysiker
[18] Drehimpuls
http://de.wikipedia.org/wiki/Astrophysiker
https://de.wikipedia.org/wiki/Drehimpuls
[5] Labor http://de.wikipedia.org/wiki/Labor
[19] Erhaltungsgröße
[6] Masse http://de.wikipedia.org/wiki/Masse_
https://de.wikipedia.org/wiki/Erhaltungsgr
%28Physik%29
%C3%B6%C3%9Fe
[7] Typen von Doppelsternen
[20] Molekülwolke
http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelstern#Typen_ https://de.wikipedia.org/wiki/Molek
von_Doppelsternen
%C3%BClwolke
[8] Gravitation / Schwerkraft
[21] Parsec https://de.wikipedia.org/wiki/Parsec
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerkraft
[22] Lichtjahr
[9] Erde https://de.wikipedia.org/wiki/Erde
https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtjahr
[10] Mond https://de.wikipedia.org/wiki/Mond [23] Zentrifugalkraft
[11] Gezeiten
http://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifugalkraft
https://de.wikipedia.org/wiki/Gezeiten
[24] Sonnensystem
[12] Himmelskörper
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem
https://de.wikipedia.org/wiki/Himmelsk
[25] Fusionsreaktor
%C3%B6rper
http://de.wikipedia.org/wiki/Fusionsreaktor
[13] Stern https://de.wikipedia.org/wiki/Stern
[26] Kernfusion
Thema 63
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Jupiter
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http://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion
[27] Wasserstoff
http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff
[28] Helium http://de.wikipedia.org/wiki/Helium
[29] Kohlenstoffbrennen
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffbrennen
[30] Sternentwicklung
http://de.wikipedia.org/wiki/Sternentwicklung#St
ernentwicklung
[31] Masse http://de.wikipedia.org/wiki/Masse_
%28Physik%29
[32] Algol http://de.wikipedia.org/wiki/Algol_
%28Stern%29
[33] Paradoxon
https://de.wikipedia.org/wiki/Paradoxon
[34] veränderlicher Stern
http://de.wikipedia.org/wiki/Ver
%C3%A4nderlicher_Stern
[35] Bedeckungsveränderlicher Stern
http://de.wikipedia.org/wiki/Bedeckungsver
%C3%A4nderlicher_Stern
[36] Perseus ( Sternbild)
http://de.wikipedia.org/wiki/Perseus_
%28Sternbild%29
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[37] Perseus (Sohn des Zeus)
http://de.wikipedia.org/wiki/Perseus_
%28Sternbild%29
[38] Medusa http://de.wikipedia.org/wiki/Medusa
[39] Ra´s al Guhl
http://batman.wikia.com/wiki/Ra%27s_al_Ghul
[40] Ras al Guhl Geschichte
http://de.wikipedia.org/wiki/Perseus_
%28Sternbild%29#Geschichte
[41] Claudius Ptolemäus
http://de.wikipedia.org/wiki/Ptolem%C3%A4us
[42] Physiker
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[43] Gravitation / Schwerkraft
https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation
[44] Fusionskern
https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion
[45] Heliumbrennen
http://de.wikipedia.org/wiki/Drei-Alpha-Prozess
[46] Keplerschen Gesetze
http://de.wikipedia.org/wiki/Keplersche_Gesetze
[47] Relativitätstheorie
http://de.wikipedia.org/wiki/Relativit
%C3%A4tstheorie
[48] Kurt Tucholsky
http://de.wikipedia.org/wiki/Kurt_Tucholsky
[49] Was sind Doppelsterne? Teil 1
http://www.youtube.com/watch?v=h_GLCg2feg&list=PL74CFF4C2B87A11BE
[50] Was sind Doppelsterne? Teil2
http://www.youtube.com/watch?
v=1L7zecuuMjM&list=PL74CFF4C2B87A11BE
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