Werden Neutronensterne allmählich zu Schwarzen Löchern?

... komplette Frage anzeigen

4 Antworten

Hallo Dunkleosteus,

die Grundidee hinter deiner Ausführung ist ja zunächst einmal verständlich und auch wissenschaftlich gesehen zum größten Teil haltbar. Neutronensterne werden durch den Fermi-Druck stabilisiert, der nach quantenmechanischen Vorschriften dem extrem starken Gravitationsfeld des Objektes entgegenwirkt.

Ist eine kritische Grenzmasse von 3 Sonnenmassen für den Neutronenstern erreicht, so kann dieser Fermi-Druck dem durch den Massenzuwachs stärker gewordenen Gravitationsfeld nicht mehr viel entgegenwirken. Wir reden also von einer dynamischen Instabilität, die schließlich in einer Kontraktion des Körpers resultiert. Es kommt zur Ausbildung eines Schwarzen Lochs.

In der Realität wird dieser Fall in der Regel nicht mehr nach Abschluss der einsetzenden Supernova-Explosion realisiert. Wieso nicht?

Deine Idee war, dass Neutronensterne nach der SN-Explosion Massenzuwachs erhielten. Das ist aber nicht immer der Fall und selbst wenn, dann nur in eingeschränkten Maßen. Damit ein Neutronenstern nach dem Abschluss der SN Masse dazu gewinnt, bedarf es sogenannter Akkretionsprozesse. Die finden aber nur statt, wenn tatsächlich auch Materie / Gas in der Nähe des Sterns anzutreffen ist. Das Gravitationsfeld ist auf kurzen Skalen intensiv stark, fällt aber mit dem Quadrat des Abstandes ab und wird deswegen auch wieder schnell schwächer.

Selbst wenn es aber nun zu Akkretionsprozessen um Neutronensterne kommen sollte, wird der daraus resultierende Massenzuwachs nie groß genug sein um die kritische Grenzmasse von 3 Sonnenmassen auch zu erreichen. Erstens sind die Akkretionsprozesse selber, verglichen mit denen von Schwarzen Löchern weniger intensiv und energetisch. Das Gravitationsfeld beider Objekttypen ist trotz der vergleichsweise hohen Stärke immer noch sehr verschieden.

Der andere Grund für den begrenzten Massenzuwachs eines Neutronensterns findet man in einer natürlichen Stabilitätsbedingung für die Annahme einer axialsymmetrischen Äquipotenzialfläche in der betroffenen Akkretionsscheibe. Durch die Akkretionsprozesse selber, baut sich in der Scheibe ein Strahlungsdruck auf, der einfallende Gasmassen von außen an ihrem Kollaps behindert. Die natürliche Gleichgewichtsbedingung einer Akkretionsscheibe wird durch einsetzende Akkretionsprozesse in ihr, also durch das Verhältnis von Gravitationsfeld des Objektes und Strahlungsdruck der Scheibe selber geregelt. Deswegen sind Akkretionsprozesse und die resultierenden Massenzuwächse zeitlich begrenzt. Mathematisch formuliert man hier eine Größe die sich in Fachkreisen Eddington-Leuchtkraft nennt.

Lg Nikolai  

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von Astroknoedel
26.01.2016, 14:46

Wow, wieder ne schöne Antwort, God of Plants :D

1
Kommentar von derkiesi
08.03.2016, 00:40

Hi Nikolai,

das stimmt nicht ganz, was du oben schreibst.

Ausgehend von einer tatsächlich vorhandenen Akkretionsscheibe, zb. durch den Materietransfer von einem Roten Riesen, hält der Strahlungsdruck innerhalb der Akkretionsscheibe den Einfall der Materie auf den Neutronenstern keinesfalls dauerhaft auf, sonndern verzögert das Einfallen nur. Das ist also kein zeitlich begrenzter Prozess, sondern ein periodischer Prozess.

Im übrigen sind die Gravitationsfelder von einem Neutronenstern, der gerade eben noch nicht zum SL kollabiert, ist und einem SL welches es gerade so geschafft hat, nicht besonders verschieden.

Es ist also durchaus möglich das ein Neutronenstern durch Akkretion auf eine Masse von über 3,2 Sonnenmassen anwächst und schließlich zum SL kollabiert.

Außerdem gibt es ganz sicher keine axialsymmetrische Äquipotenzialfläche in einer Akkretionsscheibe. Abgesehen von der hier falschen Begriffswahl ist nichts in der Natur axialsymetrisch, schon garnicht das Gravitationsfeld in einer Akkretionsscheibe.

Natürlich ist das alles sehr hypothetisch bzw. noch nicht beobachtet worden, aber ich bin sicher, wir werden alle noch in den nächsten Jahren von solchen Beobachtungen hören. Akkretionsprozesse sind in der Astronomie schließlich ein alter Hut, wir müssen jetzt "nur noch" solch einen Kollaps beobachten.

Ich bin gespannt.

0

Wenn denn tatsächlich weitere Masse hinzukommt, dann ja.

Nur passiert das in der Regel nicht. Woher soll die denn kommen? Im Schnitt ist der nächste Stern 5-10 Lichtjahre entfernt. Dazwischen ist gähnende Leere.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von pflanzengott
26.01.2016, 14:24

So isses ;D

0

Warum sollten Neutronensterne an Masse zunehmen? Nur weil sie aufgrund ihrer Masse die Raumzeit krümmen, genauso wie jeder andere Stern, Planet, Mond und so weiter? Wenn sich etwas im Vakuum des Alls befindet, nutzt zur Massenzunahme die Raumzeitkrümmung relativ wenig. Es muss auch Materie vorhanden sein, die angezogen werden kann, damit ein Objekt, welches diese umgebende Materie anziehen kann, dadurch an Masse zunehmen kann. 

Auch unsere Sonne hat eine enorme Masse und krümmt die Raumzeit so gewaltig, dass sie die Planeten und anderen Objekte im Sonnensystem auf Umlaufbahnen um sie zwingt. Dennoch stürzen die Planeten und alle anderen Objekte, welche die Sonne umkreisen, nicht in die Sonne, sondern auf der jeweiligen Umlaufbahn um sie herum. Es gibt keinen Grund, anzunehmen, dass es bei einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch anders ist. 

Ein Schwarzes Loch hat auch kein stärkeres Gravitationsfeld bzw. auch keine stärkere Raumzeitkrümmung, als ein Stern gleicher Masse. Der Unterschied liegt lediglich in deren Durchmesser und dadurch, dass auf der entsprechenden "Oberfläche" eine wesentlich größere Anziehungskraft vorhanden ist, weil ein Schwarzes Loch eben wesentlich kompakter ist, als ein Stern gleicher Masse. Anders ausgedrückt ist der Radius eines Schwarzen Loches wesentlich geringer, als der eines Sterns mit gleicher Masse.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von derkiesi
26.01.2016, 07:32

diese Antwort ist ganz schön falsch!

0

Ja das ist durchaus möglich.

Dazu muß der Neutronenstern allerdings weitere Materie z.B. aus einer Akkretionsscheibe einsammeln.

Wenn z.B. in einem Doppelsternsystem schon ein Neutronenstern existiert, und ein zweiter Stern sich allmählich zu einem Roten Riesen aufbläht, dann kann ein Teil der Materie des Roten Riesen von dem Neutronenstern eingefangen werden.

Wenn der Neutronenstern dann die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze überschreitet, dann ... voilà! Licht aus!

Sehr ausführlich sind auch die Beiträge über Schwarze Löcher und Neutronensterne auf Wikipedia!

Gruß, Der Kiesi

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von stey1954
26.01.2016, 08:01

@derkiesi,

Zitat: "diese Antwort ist ganz schön falsch"!!!!!!

1. Wie käme ein Neutronenstern an eine Akkretionsscheibe ran?

Wie entstehen Neutronensterne??????

2. In Doppelsternsystemen, wo ein Neutronenstern bereits existiert?????, müsste der von seinen Begleitstern noch zu seinen 1,4 Sonnenmassen zusätzlich noch 1,8 Sonnenmassen dazu "aufsaugen" um überhaupt zum SL zu werden???? Immer noch gilt aber, daß größere Masse die kleinere "einsaugt", also, der Begleitstern würde den, auch noch nicht entstandenen Neutronenstern "einsaugen" und nicht umgekehrt!!!

Liebe Grüße von uns beiden  <(●_●)>  Pippa & Rozina

0
Kommentar von Abahatchi
27.01.2016, 12:27

Wenn z.B. in einem Doppelsternsystem schon ein Neutronenstern existiert, und ein zweiter Stern sich allmählich zu einem Roten Riesen aufbläht,

Galaxien Kreisen und Sterne können sich auch nach Jahrmillionen "finden". Auch so könnte ein zweiter Stern dazu kommen.

Des weitern wäre es für Sterne, die schon Rote Riesen sind ausgesprochen unpassend, wenn neben ihnen eine kleine Supernova von statten geht. Es würde also wohl ein biszchen Zeit in Anspruch nehmen, ehe bei einem Doppelsternsystem es zu aufgezeigter Situation kommt.

Was natürlich die gegebene Antwort als solches nicht falsch macht. 

1