Kernfusion - Entstehung kurzwelliger Strahlung in massereich

Swingby-Theoretiker · Anmeldungsdatum: 20.11.2014 Beiträge: 38

Meine Frage:
Hallo!

Ich hätte eine Frage zur Entstehung kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung in massereichen Sternen. Diese entsteht im Sterninneren bekanntlich durch Fusion von 4 Wasserstoffkernen zu einem Heliumkern (wobei zwei der vier Protonen zu Neutronen umgewandelt werden). Dabei wird auch radioaktive Gammastrahlung freigesetzt. Bekanntlich strahlen "richtige" Sterne ja in allen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums, bei massereicheren Sternen liegt das Intensitätsmaximum jedoch im deutlich kürzerwelligen Bereich.
Meine Frage: Warum genau entsteht intensivere und energiereichere Strahlung in massereichen Sternen in größeren Mengen? Was geht auf Elementarteilchenebene im Plasma vor? Welche Einflüsse haben Druck, Temperatur und Quantenmechanik auf Kernfusion und Strahlung?

Meine Ideen:
Meine Theorie:
Im Inneren der Sterne ist der Druck so groß, dass auch die Temperatur hoch genug wird, dass die zugeführte Energie ausreicht, die Abstoßungskräfte der Protonen zu überwinden und zu einem Atomkern zu verschmelzen. Aus dem Bethe-Weizsäcker-Zyklus folgt man, dass Energie in Form von Licht und Wärme und radioaktive Strahlung emittiert werden.
In einem massereichen Stern ist der Druck höher, sodass Temperatur und für die Kernfusion benötigte Aktivierungsenergie exponentiell steigen. Dadurch und durch den höheren Druck laufen mehr Kernfusionsreaktionen pro Zeit- und Volumeneinheit im Sterninneren ab, wodurch eine höhere Energiedichte entsteht. Und energiereiche Strahlung ist kurzwellig.
Eine Rolle könnte vielleicht auch noch der Tunneleffekt spielen, der womöglich unter extremeren Bedingungen begünstigt wird, aber das geht tief in die Quantenphysik.

Also: Könnte mir jemand eine teilchenphysikalische Erklärung dazu geben, wie genau das abläuft?
Entschuldigung, dass ich mich nicht kürzer gefasst habe ;(

MfG

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8581

Das (kontinuierliche) Spektrum eines Sterns ist (in guter Näherung) das Spektrum eines Schwarzen Körpers, d.h. es ist im wesentlichen nur die höhere Temperatur im Stern entscheidend.

Ein paar mehr Details findest Du z.B. hier:
http://jersey.uoregon.edu/~imamura/122/lecture-3/stellar_spectra.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_body#Stars_and_planets

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5042

PhysikGnom · Anmeldungsdatum: 04.11.2014 Beiträge: 77

Das die Fusion in der Sonne schon bei einer geringeren Temperatur funktioniert hat allerdings mit dem Tunneleffekt zu tun, hab aber leider nur eine semitechnische Erklärung vom Lesch, bin leider auch zu inkompetent es zu erklären :

http://www.youtube.com/watch?v=3aeVhFodnRs

Swingby-Theoretiker · Anmeldungsdatum: 20.11.2014 Beiträge: 38

Also erstmal danke für die Antworten!
Das Wiensche Verschiebungsgesetz erklärt schon mal einiges.
Ich glaube aber, dass wohl auch der Tunneleffekt einen nicht unerheblichen Beitrag leistet.
Also nochmal vielen Dank, werde mir morgen mal eure Links zu Gemüte führen.

MfG

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18051

Es ist recht einfach: die höheren Energien der Strahlung entsprechen den höheren Temperaturen; diese resultieren insbs. aus den höheren Drücken und der insgs. höheren freigesetzten Energie.

Die höheren Energien haben nichts mit der freiwerdenden Energie in einem elementaren Fusionsprozess zu tun. Diese ist im wesentlichen immer identisch. Sie liegt im Röntgen- bis Gammabereich, während das Maximum der Strahlungsleistung im sichtbaren bzw. max. in nahen UV-Bereich liegt.