Wie lässt sich die Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit bei der Entstehung eines Neutronensterns mit dem Drehimpulserhaltungssatz erklären?

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2 Antworten

Bei der Entstehung eines Neutronensterns kollabiert ein Stern, d.h. die Masse des Sterns bewegt sich in Richtung Zentrum.

Wenn Du Dir vereinfachend vorstellst, daß ein Stern aus einer bestimmten Anzahl an Teilchen besteht kannst Du jedem Teilchen einen Drehimpuls zuweisen. Für ein bestimmtes Teilchen ist der Drehimpuls r^2 * m * q  (r = Abstand des Teilchens zum Massezentrum des Sterns, m = Masse des Teilchens, q = Winkelgeschwindigkeit des Teilchens). Der Drehimpuls eines Sterns ist die Summe der Drehimpulse seiner Teilchen. Wenn die Teilchen sich auf das Massezentrum zubewegen werden die r-Vektoren kleiner. Das würde zu einer Verringerung ihrer Drehimpulse und damit zu einer Verringerung des Drehimpulses des Sterns führen. Die Drehimpulserhaltung führt zu einer Vergrößerung der Winkelgeschwindigkeit der Teilchen, d.h. sie rotieren nun schneller um das Massezentrum. Folglich rotiert nun der gesamte Stern schneller.

Wenn ein Eiskunstläufer eine Piroette dreht und dabei seine ausgestreckten Arme zusammenzieht passiert übrigens genau das gleiche wie bei der Entstehung eines Neutronensterns: er dreht sich schneller.

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