Zu 3.2 Sternentstehung Molekülwolke, Dunkelwolke Jeans

ProtokollAstronomie
ZurSitzungam18.01.17
Dozent:PDDr.ThorstenNagel
Protokollantin:NinaGeorgi
Zu 3.2 Sternentstehung
Molekülwolke, Dunkelwolke
Molekülwolken sind heterogen und variieren in ihrer Dichte. Ihr Vakuum ist besser als
das im Labor erzeugte (Vergleich: im Labor herrscht eine Teilchendichte von 106, in
einer Molekülwolke hingegen nur 102). Ihr Gas stammt zum Großteil aus der
Entstehung der Galaxien, sie nimmt aber auch das Gas auf, das Sterne abgeben.
Die Bewegung innerhalb der Wolke ist durch die Brownsche Molekularbewegung
bedingt. Festzuhalten ist außerdem, dass aus einer Wolke sehr viele Sterne
entstehen können. Eine solche Wolke kann auch „aufgebraucht“ werden, da sie mit
der Zeit dünner wird. Sie stellt dann eine einfache Gaswolke dar, in der keine
Sternentstehung mehr stattfindet.
Dunkelwolken (Bsp. Barnard 68) sind ebenfalls heterogen. Auch in ihnen sind Sterne
enthalten, sie sind nur nicht sichtbar, da die Dunkelwolken durch ihren hohen
Staubanteil ihr Licht verschlucken.
Jeans-Kriterium
Die Boltzmann-Konstante spielt besonders in der Thermodynamik eine Rolle, kann
im Jeans-Kriterium allerdings sozusagen vernachlässigt werden, da sie ja konstant
ist. Für die hier errechnete Grenzmasse, ab der eine Wolke kollabiert, sind vor allem,
die Temperatur, die Ausdehnung der Wolke und die Dichte wichtig.
Hertzsprung-Russell-Diagramm
Ein Stern durchläuft in seinem Leben verschiedene Stadien, die in dem Diagramm
wiedergefunden werden können. Damit ein Protostern als T Tauri Stern eingeordnet
werden kann, muss dieser noch heißer werden. Der T Tauri Stern ist bereits ein
Vorhauptreihenstern, in dessen Scheibe sich Planeten bilden, sodass ein
Planetensystem entsteht.
Ebenfalls im Hertzsprung-Russell-Diagramm enthalten ist die Hayashi-Linie. Sie
trennt das Diagramm in zwei Teile. Rechts von ihr können keine Sterne existieren, da
sie dort instabil sind. Entweder sie schrumpfen oder werden durch den starken Gasund Strahlungsdruck auseinandergerissen. Protosterne laufen links von ihr nach
unten und biegen dann auf die Hauptreihe ab. Das Sinken stellt ein Schrumpfen des
ProtokollAstronomie
ZurSitzungam18.01.17
Dozent:PDDr.ThorstenNagel
Protokollantin:NinaGeorgi
Sternes bei gleichbleibender Temperatur dar, das abbiegen eine konstante Helligkeit
bei steigender Temperatur (dies gilt für die Oberfläche des Sternes). Braune Zwerge
laufen die Hayashi-Linie ebenfalls hinunter, biegen aber nicht auf die Hauptreihe ab.
Sterne und ihre Planeten
Bei der Entstehung von Sternen entstehen im Normalfall auch Planeten. Schwere
Sterne bilden sich und vergehen aber so schnell, dass evtl. keine Zeit für
Planetenentstehung in der Scheibe ist. Bis 10 Sonnenmassen entstehen Sterne aber
immer mit Planeten. Bei der Sternentstehung entstehen tausende Sterne mehr oder
weniger gleichzeitig, sodass die Schwerkraft die Sterne bei engen Begegnungen
voneinander
wegkicken
kann.
In
der
planetaren
Raumfahrt
in
unserem
Sonnensystem wird der gleiche Effekt als Swing-By Manöver zum Beschleunigen
von Raumsonden im Schwerefeld eines Planeten benu Wenn sie allerdings sehr
langsam sind, entstehen auch Doppel- oder Mehrfachsternsysteme. Einzelne Sterne,
wie unsere Sonne, sind eher selten.
Zu 3.3 Hauptreihenphase
Die längste Phase seines Lebens verbring der Stern auf der Hauptreihe. Hierbei
findet ein leichter Masseverlust statt, der größte Teil des Masseverlustes geschieht
aber im Stadium des roten Riesen. Außerdem wird ein Stern größer, allerdings nur
um ein paar Prozent.
Nachtrag CNO Zyklus:
Zu Beginn wird nur C benötigt, N und O entstehen automatisch während des
Prozesses. Da ein bestimmtes N14- Atom viele Millionen Jahre braucht, um sich mit
einem H1- Atom zu verbinden, kommt es insgesamt zu einer Anreicherung von N14.
Das ist eine beliebte Messtechnik, zum Beispiel um Aussagen über die Masse des
Sternes zu treffen.
Die Formen der Energiegewinnung durch Kernfusion, wie in der pp-Kette und dem
CNO-Zyklus beschrieben, können auch künstlich auf der Erde erzeugt werden.
Bisher ist dies sehr aufwendig, hat aber Zukunft in der Forschung (Stichwort ITER).