Frage von Dolfichen, 58

Kann ein Neutronenstern durch die Neutrinoabstrahlung und die durch das Magnetfeld verringerte Rotationsgeschwindigkeit irgendwann ausglühen?

Antwort
von pflanzengott, 23

Hallo Dolfichen,

rein physikalisch reden wir bei Neutronensternen von Objekten, in denen die Materie durch angehende Kompressionsvorgänge degeneriert wurde. Nach dem sogenannten Pauli-Prinzip, dass dir aus der Quantenmechanik vielleicht bekannt ist, unterteilt sich in einem Neutronenstern der gewöhnliche Massenanteil in sogenannte Quantenzellen. Eine Quantenzelle darf maximal von zwei Neutronen besetzt sein, die sich in ihrer Spinrichtung unterscheiden.

Anlässlich der extrem hohen Dichte in den betroffenen Überresten ist es beinahe normal, dass nicht jedes Neutron noch eine Quantenzelle findet, in die es sich einnisten kann. Aufgrund dessen entsteht ein innerer quantenmechanischer Druck, der einzig und allein an die Dichte der Sternmaterie geknüpft, und von der Temperatur unabhängig ist!

Darum ist es für die Stabilität eines Neutronensterns auch unerheblich, ob er über kurze Zeitskalen signifikante Temperaturverringerungen durch Abstrahlung erfährt, oder einen Temperaturzuschuss durch einfallende Gasmassen (Akkretion). Soweit erst einmal dazu.

Ausglühen tut ein Neutronenstern also hauptsächlich, weil zum einen keine innere Quelle energetischen Fluss aufrecht erhalten kann und zweitens, es für die Stabilität des Neutronensterns auch unerheblich ist, ob er seine Strahlungsleistung konstant hält oder sie zeitlich verringert.

Wie jedes andere Objekt auch, strebt ein Neutronenstern nach den physikalischen Grundgesetzen das thermodynamische Gleichgewicht an. In diesem Fall, die Außentemperatur des Kosmos. 

Das Magnetfeld selber hat auf die Strahlungsleistung übrigens einen zu vernachlässigenden Einfluss. Vielmehr wird durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit eines solchen Körpers und dem ständigen Entreissen elektrisch geladener Teilchen von der Oberfläche aber so etwas wie eine magnetische Bremswirkung erzeugt. Denn Teilchen die sich von der Oberfläche lösen, und sich nicht exakt parallel zu den Feldlinien bewegen, müssen vom magnetischen Feld in gewisser Weise, "hinterhergeschleppt" werden. So hattest du es ja schon geschildert.

Auf der Sonne und anderen magnetisch aktiven Sternen ist dieser Prozess offenbar für die heute vergleichsweise geringen Rotationsraten verantwortlich. Ein direkter Zusammenhang zwischen der Strahlungsleistung des Neutronensterns und seiner Rotation besteht astrophysikalisch aber nicht. Ein Neutronenstern kühlt, sofern er nach seiner Entstehung nicht noch in andere Prozesse mit eingebunden wird, mit der Zeit immer weiter aus, und passt sich der Umgebungstemperatur des Kosmos an. Das funktioniert nur über einen sehr geringen Teil über Neutrinostrahlung, und ist zum Großteil thermischen Ursprungs.

Lg Nikolai

Antwort
von Roderic, 14

Wie kommst du darauf, daß ein Neutronenstern Neutrinos abstrahlt (in astronomischen Ausmaß)?

Das tut nur die Supernova, bei der am Ende der Neutronenstern übrigbleibt.

Antwort
von rumar, 22

Mir fällt noch ein:

Falls die Theorie des "Big Rip" ( https://de.wikipedia.org/wiki/Big_Rip )  zutreffen sollte, dann würden (nach vielleicht 20 bis 30 Milliarden Jahren) auch die dann noch verbliebenen eiskalten Neutronensterne plötzlich zerrissen und im "Nirvana" verstreut ... 

Antwort
von rumar, 32

Das ist zu erwarten.

Ein Link:  http://www.astronews.com/frag/antworten/1/frage1602.html

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community