Peak in der Sternentstehung bei einer speziellen Masse?

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4 Antworten

Hallo Xuleb,

zur qualitativen Einschätzung über die Sternentstehungsrate innerhalb einer gashaltigen Galaxie werden in der Regel Simulationen durchgeführt, die versuchen die Sternentstehungsrate anhand der mittleren Dichte des interstellaren Mediums abzuschätzen.

Die mathematische Bedingung die wiederum hinter dem Kollaps einer Gaswolke zu einem Stern zu finden ist, ist die Erfüllung der sogenannten Jeans-Masse. Beide Tatsachen führen letztlich zu der Annahme, das ein Zusammenwirken von mehreren Faktoren über die Qualität der Sternentstehung und die Anzahl der in einer Wolke entstehenden Sterne entscheidet.

Um einen Wolkenkollaps zu begünstigen ist es aus physikalischer Sicht notwendig, dass die dem Gravitationsfeld entgegenwirkenden Kräfte in ihrem Einfluss auf die Wolkendynamik reduziert werden. Insbesondere spielen Kühlungsmechanismen wie die Synchrotronstrahlung oder der inverse Compton-Effekt bei der Reduzierung des thermischen Drucks eine Rolle. Eine Verringerung der von der Zentrifugalkraft ausgeübten differentiellen Kraft wird durch eine Fragmentierung der Wolke, in unterschiedliche kleinere Areale mit verringerter Rotationsgeschwindigkeit und Dichte begünstigt. Letztlich muss für die Reduktion des magnetischen Drucks, eine mit dem Kollaps proportional ansteigende Dichte für die Strahlungsabblockung von außen sorgen, damit sich die Ursache des Magnetfeldes (Elektronen) wieder an die Atomkerne binden können.

Alle 3 Reduktionsprozesse beeinflussen ihrerseits als Faktor die zukünftige Entwicklung einer Gaswolke, was eine klare Beantwortung auf deine Frage so kompliziert macht. Astrophysikalisch ist bekannt, dass in den frühen Gasphasen des Kosmos, einige Hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, Wolkenfragmentierung keine Rolle spielte. Simulationen zeigen, dass die heute beobachteten Kühlungsmechanismen zu diesen Zeiten ineffizient waren, weil unter anderem notwendige Katalysatoren noch nicht synthetisiert wurden.

Die Folge einer ausbleibenden Wolkenfragmentierung: Die aller ersten Sterne des Kosmos, die allgemein auch als Population-III-Sterne bezeichnet werden, waren die massereichsten Sterntypen, die physikalisch noch existieren können. Bis zu 260 Sonnenmassen schwer, waren die Sterne die aus den Wolken entstanden, nur weil ein entscheidender Mechanismus zur Reduzierung der Wolkenrotation versagte. Und noch etwas ist dabei interessant: Pro Wolke, entstand in der damaligen Phase des Kosmos immer nur ein einziger Stern. Seine intensive Strahlung führte innerhalb von nur wenigen Tausend Jahren zu einer starken Aufheizung seiner unmittelbaren Umgebung --> Der thermische Druck war für einen Kollaps an anderen Stellen zu groß.

Die zeitliche Veränderlichkeit der Art von Sternentstehung in Bezug auf die damaligen Phasen des Kosmos und die heutigen, ist also eindeutig zu belegen. Mit diesem Vorwissen, kommen wir auch der Antwort auf deine Frage etwas näher.

Bereits kleine Variationen führen im Laufe der Wolkenentwicklung zu maßgeblich unterschiedlichen Zuständen. Wie massereich die Sterne sind, die aus speziellen Gaswolken hervorgehen, ist vor allem von der Effizienz derjenigen Prozesse abhängig, die die Reduktion der das Gravitationsfeld entgegenwirkenden Kräfte beschreiben. Massereiche Wolken mit hoher Dichte, fragmentieren offenbar so, dass sie die tendenzielle Vermehrung massereicher Sterne begünstigen. Wolkenareale, die nach ihrer Fragmentation ausgehend von einer Riesenmolekülwolke (GMC) ohnehin nur geringe Dichten und Ausdehnungen haben, werden vermutlich eher masseärmere Sterne erzeugen. Partout zu sagen, dass eine spezielle Wolkenmasse statistisch gewisse Sternmassen bevorzugt, würde zu viele andere Faktoren vernachlässigen, die neben der Wolkenmasse noch auf die Sternentstehung einwirken. Auf jeden Fall eine interessante Frage!

Lg Nikolai

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Nein das stimmt so nicht, die Sternenentstehung hängt von vielen Faktoren ab, da gibt es keine einheitliche Norm. Fakt ist das die meisten Sterne rote Zwerge sind (ca. 70%), also masserarme Sterne mit einer max. Masse von ca. 0,5 Sonnenmassen. Massereichere Sterne sind seltener (z.B. sonnenähnliche Sterne ca. 20%). Das rote Zwerge so häufig sind hängt aber damit zusammen, dass diese extrem alt werden, ein sehr massearmer roter Zwerg kann bis zu 10 Billionen ! Jahre alt werden. Ganz grob kann man sagen, je massereicher Sterne sind, desto seltener sind sie, was aber in erster Linie mit Ihrer Lebensdauer zusammenhängt und nicht direkt mit der Häufigkeit ihrer Entstehung. Wenn z.B. zwei Galaxien zusammenstoßen, dann entstehen oft sehr sehr viele massereiche blaue Riesensterne (Starburst) nahezu gleichzeitig, die aber nur eine sehr kurze Lebensdauer haben. Wenn diese Sterne dann explodieren, dann können die Schockwellen aber auch verstärkt die Entstehung neuer und kleinerer Sterne anregen, so war es auch einst bei der Sonne.


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Kommentar von pflanzengott
21.07.2016, 12:32

Gute Antwort

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Vor einigen Tagen gingen die Ergebnisse einer Durchmusterung des Orion-Nebels durch die Presse. Im IR m.W.

Es wurden wesentlich mehr kleine Sterne entdeckt als vermutetet, also eher ein Doppel-Peak.

Fazit war, dass man genauer nach den genauen Umständen in der Wolke differenzieren muss.

Was du "Hirngespinst" nennst, nenn ich "Hinterkopf".
Natürlich nur bildlich, und ein Grund, sich mal wieder schlau(er) zu machen.

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Die Sonnenmasse ist eine irdische Bestimmung, unsere Sonne.
Entscheidend ist die Masse die in der vorhergehenden Gaswolke besteht, erst aus dieser Reibungsenergie bildet sich ein Stern und schließlich dessen drumherum, wann auch immer.
Ist eine kritische Masse erreicht passiert das jeweilige, oder auch nur nichts.

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