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[quote="Steffen Bühler"]Noch eine Anmerkung von Rudolf Kippenhahn (100 Milliarden Sonnen, München 1980): [quote]Bei massereichen Sternen, solchen, die mehr als zehn Sonnenmassen in sich vereinigen, geht die Entwicklung sehr schnell. Der Wasserstoff erschöpft sich schon nach Millionen Jahren. Dann brennt das Helium und verwandelt sich in Kohlenstoff, und bald gehen die Kohlenstoffatome in höhere Atomkerne über. … Was wird geschehen, wenn in unserem massereichen Stern die Fusion der einzelnen Elemente so weit fortgeschritten ist, daß sein Zentralgebiet eine Kugel aus gasförmigem Eisen ist? Die Atomkerne des Eisens können die im Gas herumschwirrenden Elektronen einfangen. Dann muß die Eisenkugel schrumpfen. In ihr halten sich nämlich Schwerkraft und Gasdruck die Waage. Hauptsächlich die Elektronen sind für den Gasdruck verantwortlich. Wenn Elektronen in Atomkernen verschwinden, gewinnt die Schwerkraft die Oberhand über den Gasdruck. Die Kugel aus Eisengas im Zentralgebiet des Sterns stürzt schließlich in sich selbst zusammen. Man vermutet, daß dieser Vorgang einsetzt, wenn etwa 1.5 Sonnenmassen in der Eisenkugel vereinigt sind. Er hält an, bis in extrem hohen Dichten alle Kernbausteine so eng aneinanderrücken, daß sich letztlich alle Protonen und Elektronen zu Neutronen vereinigen. Es bleibt dann nur noch Neutronenmaterie übrig: Die dichte, gasförmige Eisenkugel im Sterninnern ist zum Neutronenstern geworden. Bei diesem Übergang wird eine unvorstellbare Menge an Energie frei, die wahrscheinlich die äußere Hülle des Sterns mit großer Geschwindigkeit in den Raum schleudert. Der Stern explodiert, und ein Neutronenstern bleibt übrig, mitten in der auseinanderfliegenden Explosionswolke. Der Stern hat in einem Supernova-Ausbruch sein Leben beendet.[/quote][/quote]
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DrStupid
Verfasst am: 01. Aug 2024 15:03
Titel: Re: Eisenkern
10 hat Folgendes geschrieben:
Kannst du Mal ein PDF Dokument der Rechnung veröffentlichen?
Das kann ich auch hier machen:
Nach dem Wikipedia-Artikel zum Siliziumbrennen (
https://de.wikipedia.org/wiki/Siliciumbrennen
) ist der Hauptmechanismus
Daraus folgt die Kinetik
Dabei ist
die Rate mit der das Silizium fusioniert und die Geschwindigkeitskonstanten
und
ergeben sich aus den Halbwertzeiten des jeweiligen β+-Zerfalls:
In meiner Rechnung oben bin ich davon ausgegangen, dass das Silizium mit konstantwer Rate
umgesetzt wird. Damit lässt sich das Zeitgesetz auch analytisch lösen:
Das kann man mit dem Atommassen in Masseanteile umrechnen:
Mit den Halbwertzeiten von 6,075 Tagen für 56Ni und 77,236 Tagen für 56Co kommen bei einem Siliziumbrennen mit einer Dauer von zwei Wochen nur 2,3 % Eisen zustande.
Natürlich wird das Silizium in einem realen Stern nicht mit konstanter Rate fusionieren. Wenn die Fusion am Anfang schneller läuft, dann wird mehr Eisen produziert. Das hat aber seine Grenzen, weil der Kern bei zu geringer Fusionsrate kollabiert. Und selbst für den Extremfall, dass die Rate am Anfang unendlich ist und dann sofort auf Null abfällt und der Kern trotzdem noch eine Weile stabil ist, bleibt der Eisenanteil gering. Die Kinetik vereinfacht sich in diesem Fall zu
mit der Lösung
Das würde nach 14 Tagen zu 6 % Eisen führen. Aber es ist natürlich physikalisch unmöglich. Tatsächlich wird der Eisenanteil immer darunter liegen - es sei denn, der β+-Zerfall würde im Kern eines solchen Sterns viel schneller ablaufen als im Labor. Dazu habe ich aber nichts gefunden.
10
Verfasst am: 01. Aug 2024 09:59
Titel: Re: Eisenkern
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Füsik-Gast hat Folgendes geschrieben:
Wenn der Ausgangsstern massereich genug war für das Schalenbrennen,kann es am Ende zum Kollaps des dort vorhandenen Eisenkerns kommen und sich ein Neutronenstern bilden.
Nach meiner Rechnung oben gibt es auch im Vorläuferstern keinen Eisenkern, sondern einen Nickel/Cobalt-Kern mit einem Eisen-Anteil im einstelligen Prozentbereich. Wenn das so stimmt, dann könnte man hier bestenfalls von einem Eisengruppenelement-Kern sprechen.
Kannst du Mal ein PDF Dokument der Rechnung veröffentlichen?
Steffen Bühler
Verfasst am: 31. Jul 2024 20:53
Titel:
Noch eine Anmerkung von Rudolf Kippenhahn (100 Milliarden Sonnen, München 1980):
Zitat:
Bei massereichen Sternen, solchen, die mehr als zehn Sonnenmassen in sich vereinigen, geht die Entwicklung sehr schnell. Der Wasserstoff erschöpft sich schon nach Millionen Jahren. Dann brennt das Helium und verwandelt sich in Kohlenstoff, und bald gehen die Kohlenstoffatome in höhere Atomkerne über.
…
Was wird geschehen, wenn in unserem massereichen Stern die Fusion der einzelnen Elemente so weit fortgeschritten ist, daß sein Zentralgebiet eine Kugel aus gasförmigem Eisen ist? Die Atomkerne des Eisens können die im Gas herumschwirrenden Elektronen einfangen. Dann muß die Eisenkugel schrumpfen. In ihr halten sich nämlich Schwerkraft und Gasdruck die Waage. Hauptsächlich die Elektronen sind für den Gasdruck verantwortlich. Wenn Elektronen in Atomkernen verschwinden, gewinnt die Schwerkraft die Oberhand über den Gasdruck. Die Kugel aus Eisengas im Zentralgebiet des Sterns stürzt schließlich in sich selbst zusammen. Man vermutet, daß dieser Vorgang einsetzt, wenn etwa 1.5 Sonnenmassen in der Eisenkugel vereinigt sind. Er hält an, bis in extrem hohen Dichten alle Kernbausteine so eng aneinanderrücken, daß sich letztlich alle Protonen und Elektronen zu Neutronen vereinigen. Es bleibt dann nur noch Neutronenmaterie übrig: Die dichte, gasförmige Eisenkugel im Sterninnern ist zum Neutronenstern geworden. Bei diesem Übergang wird eine unvorstellbare Menge an Energie frei, die wahrscheinlich die äußere Hülle des Sterns mit großer Geschwindigkeit in den Raum schleudert. Der Stern explodiert, und ein Neutronenstern bleibt übrig, mitten in der auseinanderfliegenden Explosionswolke. Der Stern hat in einem Supernova-Ausbruch sein Leben beendet.
DrStupid
Verfasst am: 30. Jul 2024 12:50
Titel: Re: Eisenkern
Füsik-Gast hat Folgendes geschrieben:
Wenn der Ausgangsstern massereich genug war für das Schalenbrennen,kann es am Ende zum Kollaps des dort vorhandenen Eisenkerns kommen und sich ein Neutronenstern bilden.
Nach meiner Rechnung oben gibt es auch im Vorläuferstern keinen Eisenkern, sondern einen Nickel/Cobalt-Kern mit einem Eisen-Anteil im einstelligen Prozentbereich. Wenn das so stimmt, dann könnte man hier bestenfalls von einem Eisengruppenelement-Kern sprechen.
Füsik-Gast
Verfasst am: 30. Jul 2024 12:29
Titel: Re: Eisenkern
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Meinst Du mit "massiven Eisenkernen" sehr schwere Eisenisotope oder einen großen Eisenklumpen im Zentrum des Sterns? Letzters wäre mir neu. Meines Wissens vermutet man im Kern von Neutronensternen eine Suppe aus Neutronen und Protonen oder sogar ein Quark Gluonen Plasma. Atomkerne gibt es da nur in den äußeren Schichten.
Stimmt,im Neutronstern selbst ist da kein metallischer Kern mehr vorhanden.
Wenn der Ausgangsstern massereich genug war für das Schalenbrennen,kann es am Ende zum Kollaps des dort vorhandenen Eisenkerns kommen und sich ein Neutronenstern bilden.
Danke für die Korrektur.
Füsik-Gast.
Füsik-Troll
Verfasst am: 30. Jul 2024 11:16
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Hast Du dafür eine Quelle? Bei einem Weißen Zwerg könnte sich ein Eisenkern nur aus den Spuren von Eisen bilden, die schon bei der Entstehung des Vorläufersterns vorhanden waren. Gibt es belastbare Erkenntnisse für so eine Differenzierung oder könnte das Eisen nicht auch über das gesamte Volumen des Sterns verteilt bleiben? Zumndest bei der Sonne findet man es ja auch an der Oberfläche.
Na ich danchtee das wird nach Atomgewicht geschichtet sein und da Eisen das schwerste ist.. Ohne Energie von innen keine Konvenktion.
Die Frage ist was du als Kern bezeichnest, gibt es da eine Grössenvorstellung?
DrStupid
Verfasst am: 30. Jul 2024 10:43
Titel: Re: Eisenkern
Füsik-Gast hat Folgendes geschrieben:
Massive Eisenkerne werden für Neutronensterne postuliert,die aus Kernkollaps-Supernovae entstehen.
Meinst Du mit "massiven Eisenkernen" sehr schwere Eisenisotope oder einen großen Eisenklumpen im Zentrum des Sterns? Letzters wäre mir neu. Meines Wissens vermutet man im Kern von Neutronensternen eine Suppe aus Neutronen und Protonen oder sogar ein Quark Gluonen Plasma. Atomkerne gibt es da nur in den äußeren Schichten.
Füsik-Gast
Verfasst am: 30. Jul 2024 10:28
Titel: Eisenkern
Massive Eisenkerne werden für Neutronensterne postuliert,die aus Kernkollaps-Supernovae entstehen.
Oliver Manuel ging von einer solchen Supernova-Explosion aus,woraus sich das gesamte Sonnensystem gebildet haben soll,wobei der verbliebene Eisenkern dann eine neue Wasserstoffhülle um sich durch Einfang gebildet hat
(Kurzversion).
Das Vorhandensein eines solchen Eisenkerns ist nach meiner Kenntnis heute widerlegt,u.a. durch Spektralanalyse.
Bei weißen Zwergen gibt es wohl keine Eisenkerne.
Füsik-Gast.
DrStupid
Verfasst am: 30. Jul 2024 09:09
Titel:
Füsik-Troll hat Folgendes geschrieben:
Na so ziemlich jeder weisse Zwergstern hat en Eisenkern, wo ist das Problem
Hast Du dafür eine Quelle? Bei einem Weißen Zwerg könnte sich ein Eisenkern nur aus den Spuren von Eisen bilden, die schon bei der Entstehung des Vorläufersterns vorhanden waren. Gibt es belastbare Erkenntnisse für so eine Differenzierung oder könnte das Eisen nicht auch über das gesamte Volumen des Sterns verteilt bleiben? Zumndest bei der Sonne findet man es ja auch an der Oberfläche.
10
Verfasst am: 29. Jul 2024 23:58
Titel: ..
Brainstorming...
Es sollen hunderte von Sternen einfach verschwunden sein, vielleicht ist deren Plasma nur ins Innere einer Metallblase abgeflossen?
Geht wohl auch nicht ... keine Ahnung.
Wie sehen die Kurvengleichungen aus, müssten das nicht irgendwelche e-Funktionen sein?
Füsik-Troll
Verfasst am: 29. Jul 2024 23:47
Titel:
Na so ziemlich jeder weisse Zwergstern hat en Eisenkern, wo ist das Problem
DrStupid
Verfasst am: 29. Jul 2024 21:45
Titel:
Ich hab es jetzt mal für 14 Tage gleichmäßiges Siliziumbrennen durchgerechnet um komme auf weniger als 5% Eisen (siehe Anhang). Selbst wenn ich annehme, dass das Silizium nicht mit konstanter Rate umgesetzt wird, können es höchstens 7 % werden. Wenn der Betazerfall im Stern nicht wesentlich schneller läuft, dann sieht es schlecht aus für den Eisenkern.
Füsik-Gast
Verfasst am: 29. Jul 2024 21:20
Titel: Eisenkern
Zitat:
Ein Eisenkern könnte von einer Supernova stammen, ..
Also doch die Story von Manuel.
Vergiß das einfach für unsere Sonne,ich weiß nicht,wie sich das überhaupt damals so lange halten konnte.
Gegenargumente s.o. .
Davon abgesehen gelten zum Siedepunkt/Schmelzpunkt die oben genannten Zusammenhänge mit Druck und Temperatur,halt auch für Eisen.
Füsik-Gast.
10
Verfasst am: 29. Jul 2024 21:14
Titel:
Ein Eisenkern könnte von einer Supernova stammen, ..
Steffen Bühler
Verfasst am: 29. Jul 2024 21:04
Titel:
Weitaus früher schrieb schon Heinz Haber:
Zitat:
Aus Heliumatomkernen bilden sich Kohlenstoff- und Sauerstoffkerne, und schrittweise werden dabei immer weiter steigende Temperaturen erzeugt. Damit wird die Asche von früher zu neuem Brennstoff. Erst wenn die Atomkerne so weit zusammengeschmolzen sind, daß sie 56 Elementarteilchen enthalten, läßt sich aus einer weiteren Verschmelzung von ihnen keine Energie mehr gewinnen. Der Kern eines solchen Sterns besteht dann aus Eisenatomen. Eisen ist die letzte Asche.
(Der offene Himmel, Stuttgart 1968)
Füsik-Gast
Verfasst am: 29. Jul 2024 20:50
Titel: Eisenkern
Eisen kommt in geringen Mengen auch in unserer Sonne vor.
Aber die Geschichte mit dem "Eisenkern" könnte von. Dr. Oliver Manuel stammen.Da gab es mal Anfang der Nuller-Jahre so einige Berichte über ihn und seine Theorien,ist jedoch nach meiner Kenntnis nicht ernst zu nehmen.
U.a. aus den von ihnen genannten Gründen.
Der Eisen-Nickel-Kern der Erde darf dageegen wohl als gesichert angesehen werden,aufgrund des hhne Druck,trotz der hohen Temperaturen,fest.
sieden tut da erst recht nichts.
Füsik-Gast.
DrStupid
Verfasst am: 29. Jul 2024 20:24
Titel: Re: Eisen
Füsik-Gast hat Folgendes geschrieben:
Die Sonne unseres Systems besitzt jedoch keinen Eisenkern.
Können Sterne überhaupt einen Eisenkern haben? 56Fe entsteht ja über 56Ni und 56Co aus 28Si. Weil 56Ni eine Halbwertzeit von 6 Tagen und 56Co sogar von 77 Tagen hat, das Siliziumbrennen aber höchstens einige Wochen dauert, würde ich erwarten, dass der Kern kollabiert, bevor er hauptsächlich aus Eisen besteht.
Füsik-Gast
Verfasst am: 29. Jul 2024 19:13
Titel: Eisen
Auch für Eiisen kann man ein Druck/(Siede)Temperatur-Diagramm erstellen.
Siedepunkt und Schmelzpunkt hängen u.a. vom Druck ab.
Die Sonne unseres Systems besitzt jedoch keinen Eisenkern.
Füsik-Gast.
10
Verfasst am: 29. Jul 2024 18:32
Titel: Sonnenkern: Eisen wegen des hohen Druckes evtl. doch fest?
Meine Frage:
Siehe Titel
Meine Ideen:
Wassersiedepunkt temperaturabhängig, daher auch bei Eisen etc.