Woher kommen Gaswolken im Weltall?
Hallo werte Community,
ich hab eine Frage zur Sternenentstehung. Am Anfang nach dem Urknall gab es ja überwiegend nur Wasserstoff-Gaswolken, die sich durch Gravitation zusammenballten und zu den ersten Sternen wurden. Der Adlernebel beispielweise ist ungefähr ca. 7000 Lichtjahre von uns weg, also sind die Aufnahmen, die wir sehen, ca. 7000 Jahre alt. Wieso gibt es heutzutage immer noch diese Gasnebel und warum haben sie sich nicht schon längst zu Sternen verklumpt? Kann ja nicht sein, dass diese Wolken 13 Mrd. Jahre inaktiv rumstanden und jetzt erst zu Sternen werden...
Oder kommen diese WOlen auch irgendwo neu her?? Aber wenn ja, woher kommen sie dann??
Danke im Vorraus
7 Antworten
Hallo Dobbediedob,
entgegen deiner Annahme ist es tatsächlich so, dass viele dieser Wolken schon seit jeher existieren. Du schreibst, dass zu Beginn des Universums die Materie hauptsächlich in Form von Wasserstoff vorhanden war. Das ist auch richtig, hat sich allerdings bis heute auch nicht geändert: 90% der sichtbaren Materie bestehen aus Wasserstoff. Der Rest verteilt sich auf Helium (9%) und allen anderen Elemente (zusammen 1%). Dazu später noch mehr.
Du gehst davon aus, dass die Wolken nicht einfach "untätig" die ganze Zeit hätten da sein können. Aber was veranlasst dich überhaupt zu dieser Annahme? Kleine Analogie hierzu: Du liegst auf dem Sofa mit Chips und Erfrischungsgetränk, schaust deinen Lieblingsfilm und lässt es dir gut gehen. Wie hoch schätzt du die Wahrschweinlichkeit, dass du nun spontan aufstehst und die Wohnung putzt? Na also. Und nun stelle dir vor, deine keifende und zeternde Partnerin kommt rein und schreit, dass du endlich deinen Dreck wegräumen sollst.
Du siehst also, damit etwas passiert, braucht es erstmal einen Initiator. Und das ist bei Gaswolken nicht anders. Und es bedarf noch weiterer Gegebenheiten. Zunächst einmal muss die Wolke kühl sein. Ist sie das nicht, bzw genauer gesagt, ist es eine Wolke aus ionisiertem Wasserstoff, haben die Teilchen zuvielen Eigenenergie und können dann nicht kollabieren. Solche Wolken erkennt man auf Bildern an ihrem intensiven roten Leuchten.
Ist die Wolke kalt genug, kann sie kollabieren. Allerdings braucht sie dazu einen Initiator. Das kann eine (oder auch mehrere) Dichteanomalien im innern der Wolke sein. Diese Anomalien sind das Zentrum der Sternentstehung. Durch ihre im Vergleich zur Umgebung höheren Dichte sammeln sie im Laufe der Zeit immer mehr Material an, wodurch die Wolke in immer größerem Maße kollabiert.
Eine andere Möglichkeit kann die von außen induzierte Sternentstehung sein, z.B. durch eine nahe Supernava, welche dafür sorgt, dass die Wolke kollabiert. Ebenfalls möglich wären ein Kollaps durch Gezeitenwellen naher Objekte, beispielsweise vorbeiziehender Sterne. Bei Galaxienkollisionen ist es sogar so, dass sich die Wolken ineinander verfangen und dadurch die Sternentstehung explosionsartig ansteigt.
Du hast gefragt, ob die Wolken möglicherweise auch irgendwo/irgendwie neu entstehen. An meiner Aussage oben hast du vielleicht schon gemerkt, das Wolke nicht gleich Wolke ist: Es gibt da verschiedene Arten.
Ein Großteil der nicht in Sternen gebundenen Materie besteht nämlich aus ionisiertem Wasserstoffgas. Also genau dem Zeug, dass zu heiß für Sternentstehung ist. Hierin haben wir also schonmal den Hauptverdächtigen für die "untätige" Materie. Daneben gibt es die Molekülwolken, also jenen, die kalt genug für die Sternentstehung sind. Molekülwolken deshalb, weil sie so kalt sind, dass sich hier Wasserstoffmoleküle statt Atomen oder gar Ionen bilden können. In Molekülwolken befinden sich darüber hinaus auch Staub, also schwerere Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff Silicium u.ä. die ebenfalls in Form von Molekülen oder gar kleinen Partikeln vorliegen.
Zu guter letzt wären dann noch die Sternüberreste zu nennen also Supernovaüberreste und planetarische Nebel. Diese drei bilden den Großteil der interstellaren Materie, welche ihrerseits Teil des interstellaren Mediums ist. Um auf deine Frage zurück zu kommen, es ist tatsächlich so, dass durch das Ende von Sternen ein Großteil der Materie wieder ins All abgegeben wird. diese besteht aus Metallen (in der Astronomie werden alle Elemente außer Wasserstoff und Helium Metalle genannt) als auch aus Wasserstoff und Helium. Deine Annahme nämlich, dass ein Stern sämtlichen Wasserstoff fusioniert ist nämlich nicht richtig: große Teile bleiben völlig unberührt und werden entweder als Sternenwind oder am Ende des Sternenlebens wieder vom Stern abgegeben. Manche Sterne verlieren über 75% der Ursprungsmasse nur durch den Sternenwind. Dabei gilt im Allgemeinen: Je größer der Stern, desto höher der Masseverlust.
Außerdem ist es so, dass eine kollabierende Gaswolke sich nicht chemisch trennt und sagt Wasserstoff -> Stern, Silicium - > Planet. Sie kollabiert ganz einfach. Tatsächlich ähneln sich Planeten und ihre Zentralsterne chemisch sehr. Der Grund warum das innere Sonnensystem aus Gesteinsplaneten besteht liegt an der Nähe zur Sonne und dementsprechend an der Temperatur: Flüchtige Elemente können sich hier einfach nicht halten und wurden in der Frühzeit des Sonnensystems vom Sonnenwind in die äußeren Bereiche getragen, wo es wiederum kühl genug ist, damit sich die leichten Stoffe nicht sofort verflüchtigen.
Naja, wieder mal Wall of Text, wollte eigentlich noch mehr schreiben, aber 5000 Zeichen sind immer so wenig, lol. Hoffentlich erschlag ich dich nicht damit, wenn du noch Fragen hast, immer her damit. Rechtschreibfehler kannst du rauspicken und in eine Buchstabensuppe packen. Ansonsten noch alles Gute.
Kann leider nur einmal "Daumen hoch" geben, ist also eigentlich pro Wort eine geizige Bewertung der tollen Antwort.... ;-)
Ergänzen möchte ich nur, dass auch die Temperatur im Innern von Gaswolken ein weiteres Kollabieren verhindern kann (thermische Bewegung - Stöße - lösen Mikroklumpen auf, bevor sie gravitativ wirken)
LOL 6 DH in 12 Stunden, ihr bringt mich ja in Verlegenheit. Vielen Dank euch allen.
Die Antwort ist aber wirklich sehr gut und gelungen. Er spricht so ziemlich alle Aspekte an, die für deine Frage wichtig sein könnten außerdem erklärt er dir das nicht zu kompliziert, und trotzdem sehr wissenschaftlich. Deswegen die vielen berechtigten DH's! :)
alles was im sichtbaren Universum existiert (4-5% des gesamten Universums) ,hat sich aus Elementarteilchen gebildet.Wie Quarks,Leptonen usw.Das sichtbare Universum wird anscheinend von der dunklen Materie an Ort und Stelle gehalten.Wobei die dunkle Energie alles auseinanderschiebt.Doch wie gesagt , das Universum ist nicht aus dem Nichts entstanden sondern war nur auf der kleinsten Ebene in die Markoebene gewechselt.
Alsoo, Es gibt einmal die "lilanen" Wolken. Die nennen sich Sterngeburtsstätten :-) Dort befindet sich alles was zur Entstehung nötig ist. Gestein, Gaße (Metan, Sauerstoff, etc etc..., Kolerbierte Sterne/Sonnen teile Davon, Asteoiden aus Eis sowie aus Stein, Weltraumschrott.
Fangen wir bei den Gesteins Planeten an. Steinbrocken sammeln sich in Milliardenen von Jahren. Sie Stoßen, und Kollerbieren mit einander. Die "kleinen Planeten" werden immer größer. Somit wächst uch die Gravitation. Wenn der Planet groß genug ist, form ihn die Gravitation Rund.
Gaßplaneten enstehen ähnlich.
Einmal gibt es welche die Einen festen kern haben. Dort ensteht erstmal ein Eisiger oder ein Gesteins kern. Dort Rum sammelt sich Gaß, Metan, Andere Gaße. Er wächst immer weiter. Wenn in der laufe der Milliardene Jahre,immer alles an sich Reibt ensteht Wärme. Irgentwann, fängt das Gaß an zu verbrennen. Dann ensteht ein neuer Stern.
Viele dieser heute existierenden Nebel sind nicht überbleibsel vom Urknall, sondern neu entstandene durch "Supernovae", also Explosionen von Sternen.
Dann müssten diese Wolken ja aber schon Elemente höherer Klasse enthalten und nicht nur Wasserstoff, da diese ja im vorangegangenen Stern schon gebildet wurden, right?
Ja...aber da sie oft nicht so alt sind (sonst würde man sie nicht mehr als Nebel sehen) bestehen sie großteils aus Wasserstoff, bzw Protonen
versteh ich nicht.
wenn sie nicht alt sind, sind sie jung.
dann sind diese nebel also durch supernoae entstanden. supernovae enstehen doch, wenn alle H-Atome zu He-Atomen umgewandelt sind. dann explodiert der stern und bei der explosion selbst werden im inneren des stern durch den erhöhten druck im inneren noch höhere elemente erzeugt. diese höheren elemente müssen ja in den wolken dann auch mit vorhanden sein und eher zur planetenbildung beitragen.
supernovae enstehen doch, wenn alle H-Atome zu He-Atomen umgewandelt sind. dann explodiert der stern
Ein Stern kann auf dem Wege thermonuklearer Fusion sprich der Verschmelzung von Atomkernen Elemente bishin zum Eisen erzeugen. Die Elemente jenseits von Eisen entstehen erst im Moment der Explosion selbst, da es dort zum verhäuften R-Prozess kommt.
R-Prozess (Rapid-Prozess) bedeutet die Aneinanderlagerung bzw. den Einfang einzelner Nukleonen, ausgehend von der hohen Temperatur im Moment der Explosion. Also kannst du dir sagen, dass die Atomkerne neue Protonen einfangen und da sich die Anzahl der Protonen erhöht, erhöht sich auch das Element, das heißt es wird schwerer.
Und den Rest hast du dir selber ja schon gut beantwortet!
LG Pflanzengott! :)
Mal abgesehen davon, dass es durchaus Gasnebel geben könnte, die sich bisher nicht zusammenballen konnten, entstehen doch beim Sternentod NEUE Gasnebel und jede Menge andere umherfliegende Elemente. Woher kommen wohl alle Elemente, die schwerer als Eisen sind?
D.h! Eine mustergültige und dabei sehr anschauliche Antwort!
LG