Astronomie

Eigenschaften massearmer Sternreste gegenüber der Erde

Eigenschaften massearmer Sternreste gegenüber der Erde



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wie unterscheidet sich die Erde von einem (massearmen) stellaren Überrest, der die Fusion gestoppt hat und dessen äußere Schichten weggeblasen wurden?

Könnte ein stellarer Überrest eine ähnliche relative Häufigkeit von Elementen aufweisen wie die Erde?


d.h. ist es möglich, dass ein Stern beim Sterben so viel Materie verliert, dass der Überrest nicht in entartete Materieformen übergeht?


Mit stellaren Überresten klingt es so, als ob Sie einen Weißen Zwerg meinen. Diese haben jeweils eine Zusammensetzung, die durch ihre Geschichte bestimmt wird und wie weit sie in die nukleare Verbrennung gegangen sind. Oft haben sie viel Kohlenstoff und Sauerstoff, manchmal kommen sie sogar so weit wie Eisen. Aber die Erde hat sich aus Staub gebildet, der die Sonne umkreist, und da ihr Entstehungsmechanismus so unterschiedlich war, hat sie eine ganz andere Zusammensetzung.

Trotzdem ist vielleicht anzumerken, dass sich ein Planet, dessen metallischer Kern zu einem Festkörper abgekühlt ist, nicht so sehr von einem Weißen Zwerg unterscheidet. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Masse geringer ist, also die kinetische Energie der freien Elektronen geringer ist, sodass viele von ihnen von den Kernen eingefangen werden. Es ist also wie ein Weißer Zwerg mit viel weniger freien entarteten Elektronen. Das ist hauptsächlich das, was die elektrostatischen Anziehungen tun - entartete freie Elektronen zu entfernen. Es hat also einen kleineren Radius für seine Schwerkraft, da weniger Elektronen den Entartungsdruck erzeugen. Im Fachjargon der kondensierten Materie wird diese Population als "Leitungsband" bezeichnet.


Stellare Überreste unterscheiden sich völlig von Planeten.

Die Erde war nie ein Stern und zu keiner Zeit in ihrer Geschichte hat es im Erdkern eine Fusion gegeben. Wenn ein kleiner bis mittelgroßer Stern stirbt und die äußeren Schichten verloren gehen, bleibt ein Weißer Zwerg. Es ist immer noch viel massiver als die Erde und sehr heiß. Es wird durch seine eigene Schwerkraft zerkleinert, wodurch die Materie "entartet" wird.

Auf der Erde werden Atome durch chemische Bindungen zusammengehalten. Viele interessante Muster können von den Atomen gebildet werden, wodurch Mineralien, Gesteine, Meere und Leben entstehen. Nichts dergleichen kann in entarteter Materie passieren.

In entarteter Materie werden die Atome durch die Schwerkraft zusammengedrückt. Entartete Materie ist anders als normale Materie. Es ist viel dichter und chemische Bindungen sind keine signifikante Kraft zwischen Atomen.

Weiße Zwerge bestehen aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Helium (mit den leichteren Elementen an der Oberfläche). Selbst nachdem ein Weißer Zwerg abgekühlt ist, wäre er noch degeneriert und in Zusammensetzung, Eigenschaften und Dichte ganz anders als die Erde.


Sternentwicklung

Sternentwicklung ist der Prozess, durch den sich ein Stern im Laufe der Zeit verändert. Abhängig von der Masse des Sterns kann seine Lebensdauer von einigen Millionen Jahren für den massereichsten bis zu Billionen von Jahren für den masseärmsten reichen, was erheblich länger ist als das Alter des Universums. Die Tabelle zeigt die Lebensdauer von Sternen in Abhängigkeit von ihrer Masse. [1] Alle Sterne werden aus kollabierenden Gas- und Staubwolken gebildet, die oft als Nebel oder Molekülwolken bezeichnet werden. Im Laufe von Millionen von Jahren gewöhnen sich diese Protosterne in einen Gleichgewichtszustand und werden zu einem sogenannten Hauptreihenstern.

Medien abspielen

Kernfusion versorgt einen Stern die meiste Zeit seines Bestehens. Zunächst wird die Energie durch die Verschmelzung von Wasserstoffatomen im Kern des Hauptreihensterns erzeugt. Später, wenn das Übergewicht der Atome im Kern zu Helium wird, beginnen Sterne wie die Sonne, Wasserstoff entlang einer den Kern umgebenden Kugelschale zu verschmelzen. Dieser Prozess führt dazu, dass der Stern allmählich an Größe wächst und das Unterriesenstadium durchläuft, bis er die Rotriesenphase erreicht. Sterne mit mindestens der halben Masse der Sonne können auch beginnen, durch die Fusion von Helium in ihrem Kern Energie zu erzeugen, während massereichere Sterne schwerere Elemente entlang einer Reihe konzentrischer Schalen verschmelzen können. Sobald ein Stern wie die Sonne seinen Kernbrennstoff erschöpft hat, kollabiert sein Kern zu einem dichten Weißen Zwerg und die äußeren Schichten werden als planetarischer Nebel ausgestoßen. Sterne mit etwa der zehnfachen oder mehr Sonnenmasse können in einer Supernova explodieren, wenn ihre trägen Eisenkerne zu einem extrem dichten Neutronenstern oder Schwarzen Loch kollabieren. Obwohl das Universum nicht alt genug ist, um das Ende seiner Existenz für einen der kleinsten Roten Zwerge zu erreichen, deuten Sternmodelle darauf hin, dass sie langsam heller und heißer werden, bevor ihnen der Wasserstoff als Treibstoff ausgeht und sie zu massearmen Weißen Zwergen werden. [2]

Die Sternentwicklung wird nicht durch die Beobachtung des Lebens eines einzelnen Sterns untersucht, da die meisten Sternänderungen selbst über viele Jahrhunderte hinweg zu langsam ablaufen, um entdeckt zu werden. Stattdessen verstehen Astrophysiker, wie sich Sterne entwickeln, indem sie zahlreiche Sterne zu verschiedenen Zeitpunkten ihres Lebens beobachten und die stellare Struktur mithilfe von Computermodellen simulieren.


Überblick

Es kann wirklich nicht oft genug gesagt werden: HR-Diagramme sind unglaublich nützliche Werkzeuge beim Studium von Sternen. Als wir zum ersten Mal HR-Diagramme untersuchten, identifizierten wir verschiedene Klassen von Sternen – einschließlich Weißer Zwerge, Roter Riesen und Hauptreihensterne – allein aufgrund ihrer abgeleiteten Eigenschaften (z. B. Radien). In dieser Lektion werden wir diese verschiedenen Klassen von Sternen mit einer einzigen Evolutionsspur verbinden, um unsere Verfolgung der Geschichte der Sternentwicklung fortzusetzen. Wir werden die physikalischen Veränderungen beschreiben, die in diesen Sternen vor sich gehen und die beobachtbaren Veränderungen verursachen, die sich in ihrer Position im HR-Diagramm widerspiegeln.

Was lernen wir in Lektion 6?

Am Ende von Lektion 6 sollten Sie in der Lage sein:

  • Beschreiben Sie qualitativ den Evolutionsprozess für Sterne mit geringer und hoher Masse
  • Vergleichen und kontrastieren Sie die stellaren Überreste von Sternen mit hoher und geringer Masse
  • Beschreiben Sie den Unterschied zwischen veränderlichen Sternen und nicht veränderlichen Sternen.

Was ist für Lektion 6 fällig?

Für Lektion 6 benötigen wir eine Woche.

Informationen zu bestimmten Zeitrahmen und Fälligkeitsdaten finden Sie im Kalender in Canvas.

In dieser Lektion gibt es eine Reihe von erforderlichen Aktivitäten. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über diese Aktivitäten das muss eingereicht werden für Lektion 6. Einzelheiten zu den Aufgaben finden Sie auf der angegebenen Lektionsseite.

Anforderungen für Lektion 6
Anforderung Senden Sie Ihre Arbeit
Lektion 6 Quiz Ihre Punktzahl in diesem Quiz wird für Ihren gesamten Quiz-Durchschnitt angerechnet.
Diskussion: Schwarze Löcher Nehmen Sie am Canvas-Diskussionsforum "Schwarze Löcher" teil.

Fragen?

Wenn Sie Fragen haben, stellen Sie diese bitte im allgemeinen Fragen- und Diskussionsforum (nicht per E-Mail). Ich werde das Diskussionsforum täglich überprüfen, um zu antworten. Während Sie dort sind, können Sie gerne Ihre eigenen Antworten posten, wenn auch Sie in der Lage sind, einem Klassenkameraden zu helfen.


Entartete Sterne

Da Weiße Zwerge viel dichter sind als jede Substanz auf der Erde, verhält sich die Materie in ihnen auf eine sehr ungewöhnliche Weise – anders als alles, was wir aus der täglichen Erfahrung kennen. Bei dieser hohen Dichte ist die Schwerkraft unglaublich stark und versucht, den Stern noch weiter zu schrumpfen, aber all die Elektronen Widerstehen Sie dem Zusammendrücken und bauen Sie einen starken Druck im Inneren des Kerns auf. Dieser Druck ist das Ergebnis der grundlegenden Regeln, die das Verhalten von Elektronen bestimmen (der Quantenphysik, in die Sie in The Sun: A Nuclear Powerhouse eingeführt wurden). Nach diesen Regeln (den Physikern als Pauli-Ausschlussprinzip bekannt), die durch Untersuchungen von Atomen im Labor bestätigt wurden, können sich keine zwei Elektronen gleichzeitig am selben Ort befinden und dasselbe tun. Wir spezifizieren die Platz eines Elektrons durch seine Position im Raum, und wir spezifizieren, was es durch seine Bewegung und die Art und Weise macht, wie es sich dreht.

Die Temperatur im Inneren eines Sterns ist immer so hoch, dass den Atomen praktisch alle Elektronen entzogen werden. Die meiste Zeit des Lebens eines Sterns ist auch die Dichte der Materie relativ gering, und die Elektronen im Stern bewegen sich schnell. Das bedeutet, dass sich keine zwei von ihnen gleichzeitig am selben Ort auf die gleiche Weise bewegen. Aber das ändert sich alles, wenn ein Stern seinen Speicher an Kernenergie erschöpft und seinen endgültigen Kollaps beginnt.

Während sich der Kern des Sterns zusammenzieht, werden die Elektronen immer enger zusammengedrückt. Schließlich wird ein Stern wie die Sonne so dicht, dass eine weitere Kontraktion tatsächlich zwei oder mehr Elektronen erfordern würde, um die Regel zu verletzen, den gleichen Ort einzunehmen und sich auf die gleiche Weise zu bewegen. Ein so dichtes Gas wird als entartet bezeichnet (ein Begriff, der von Physikern geprägt wurde und nichts mit dem moralischen Charakter des Elektrons zu tun hat). Die Elektronen in einem entarteten Gas widerstehen einer weiteren Ansammlung mit enormem Druck. (Es ist, als ob die Elektronen sagten: „Du kannst nach innen drücken, so viel du willst, aber es gibt einfach keinen Platz für andere Elektronen, sich hier hineinzuquetschen, ohne die Regeln unserer Existenz zu verletzen.“)

Die entarteten Elektronen benötigen keine Wärmezufuhr, um den von ihnen ausgeübten Druck aufrechtzuerhalten, und so kann ein Stern mit dieser Art von Struktur, wenn ihn nichts stört, im Wesentlichen ewig halten. (Beachten Sie, dass sich die Abstoßungskraft zwischen entarteten Elektronen von der normalen elektrischen Abstoßung zwischen Ladungen mit gleichem Vorzeichen unterscheidet und viel stärker ist.)

Die Elektronen in einem entarteten Gas bewegen sich ebenso wie die Teilchen in jedem Gas, aber nicht mit viel Freiheit. Ein bestimmtes Elektron kann seine Position oder seinen Impuls nicht ändern, bis ein anderes Elektron in einer benachbarten Stufe aus dem Weg geht. Ähnlich sieht es auf dem Parkplatz nach einem großen Fußballspiel aus. Die Fahrzeuge sind dicht gedrängt, und ein bestimmtes Auto kann sich nicht bewegen, bis sich das davor befindliche Auto bewegt, wodurch ein leerer Raum zum Auffüllen bleibt.

Natürlich enthält der sterbende Stern auch Atomkerne, nicht nur Elektronen, aber es stellt sich heraus, dass die Kerne auf viel höhere Dichten gequetscht werden müssen, bevor ihre Quantennatur sichtbar wird. Als Ergebnis zeigen die Kerne bei Weißen Zwergen keinen Entartungsdruck. Daher ist es im Weißen-Zwerg-Stadium der Sternentwicklung der Entartungsdruck der Elektronen und nicht der Kerne, der den Kollaps des Kerns aufhält.


Eigenschaften massearmer Sternreste im Vergleich zur Erde - Astronomie

Aus Parallaxen gemessenen Distanzen können wir die Leuchtkraft von Sternen. Wir messen ihre scheinbare Helligkeit und berechnen Sie, wie viel Energie pro Sekunde sie bei ihren gemessenen Entfernungen abstrahlen. Die scheinbare Helligkeit eines Sterns hängt sowohl von seiner wahren Lichtleistung ab, oder Helligkeit, und es Abstand, mit der scheinbaren Helligkeit nach an inverses quadratisches Gesetz zum Dimmen. Aus Spektren können wir die Sterntemperaturen bestimmen, indem wir die Wellenlänge der Spitzenintensität untersuchen (Wiener Gesetz). Die Verteilung der stellaren Leuchtkraft und Temperatur kann dann aufgetragen werden. Die Temperaturfolge ist durch Spektraltypen gegeben OBAFGKM.

Bodenbasierte Parallaxenwinkel können mit einer Genauigkeit von etwa 0,02 Bogensekunden gemessen werden und werden durch atmosphärisches „Sehen“ begrenzt. Ein stellarer Parallaxenwinkel von 1 Bogensekunde entspricht einer Entfernung von etwa 3,26 Lichtjahren. Der Satellit Hipparchos kann Parallaxenwinkel mit einer Genauigkeit von 0,001 Bogensekunden messen – eine Entfernung von 1/(0,001) Parsec oder 1 Kilopc.

Sternenentwicklung

Im Laufe der Lebenszeit eines Sterns ändern sich sowohl die Prozesse, die Energie in seinen inneren als auch äußeren Eigenschaften wie Leuchtkraft, Größe und Oberflächentemperatur erzeugen. Wir stellen diese Änderungen auf der HR-Diagramm, und der Weg, dem ein Stern im H-R-Diagramm folgt, wenn sich seine Leuchtkraft und Oberflächentemperatur im Laufe der Lebenszeit eines Sterns ändert, heißt an evolutionäre Spur.

Die grundlegende Eigenschaft von Sternen, die bestimmt, wo ein Stern entlang der Hauptreihe fällt, seine Lebensdauer, seine Entwicklungsgeschwindigkeit und sein endgültiges Schicksal – ob explosiv oder ruhig, ist die eines Sterns Masse. Die Masse bestimmt, wie heiß der Sternkern als Reaktion auf die Gravitationskontraktion wird, und da die Geschwindigkeit der nuklearen Verbrennung sehr temperaturempfindlich ist, bestimmt die Masse eines Sterns die Energieproduktionsrate (Leuchtkraft) und ob / wann die Gravitationskontraktion zu einer explosiven Freisetzung führen kann Energie für massereiche Sterne. Der explosive Tod massereicher Sterne in Supernovae ist für uns wichtig, weil Elemente, die schwerer als Helium sind – einschließlich der Atome, aus denen wir bestehen – durch Fusion tief in den Kernen von Sternen erzeugt und bei der Explosion in den Weltraum freigesetzt werden. Massive Sterne sind kurzlebig. Die Masse eines Sterns ist ein Maß für die Menge an "Brennstoff", und seine Leuchtkraft gibt ein Maß für die Geschwindigkeit an, mit der dieser "Brennstoff" bei der nuklearen Verbrennung verbraucht wird, so dass die Lebensdauer eines Sterns proportional zu seiner Masse dividiert durch seine Leuchtkraft ist. Von dem Masse-Leuchtkraft-Beziehung für Hauptreihensterne L=M 3.5 , oder Sternlebenszeiten sind proportional zur Masse -2.5 . Die Lebensdauer von Sternen nimmt für Sterne mit höherer Masse dramatisch ab – ein Stern vom Typ O, der 40-mal massereicher ist als die Sonne, kann eine 10.000-mal kürzere Hauptreihenlebensdauer haben!

Sterntodesfälle und Sternreste

weißer Zwerg Sterne können Massen wie die der Sonne haben, aber Größen wie die der Erde und sind sehr dicht. Sie werden unterstützt von Elektronenentartung Druck, der im Wesentlichen ist, wenn Elektronen "berühren". Im Gegensatz zu normaler Materie erhöht das Komprimieren von entarteter Materie wie Weißen Zwergen ihre Temperatur nicht. Sobald das nukleare Brennen aufgehört hat, kühlen diese Sterne einfach ab. Sie haben eine maximale Masse von etwa 1,4 Sonnenmassen – die Chandrasekhar-Grenze. Wenn wir über die Sternentwicklung sprechen, beziehen wir uns auf zwei verschiedene Massen – die Hauptreihenmasse eines Sterns und die Masse des Sternüberrests, der im Wesentlichen der Sternkern ist.

Sterne mit höherer Masse können Zentraltemperaturen haben, die es ermöglichen, während der Roten Riesenphase bis zu Eisen zu brennen. Bei ihrem endgültigen Zusammenbruch können die Kerndichten die Kerndichten von Atomen erreichen und das Brennen kann explosiv werden. Sterne, die massereicher als etwa 8 Sonnenmassen sind, beenden ihr Leben in Supernovae. Die expandierende Gashülle von a Supernova-Überrest können bei Radio- oder Röntgenwellenlängen nachgewiesen werden, und Röntgenspektren zeigen, dass schwere Elemente, die durch nukleare Verbrennung in den Kernen massereicher Sterne erzeugt werden, tatsächlich während Supernova-Explosionen in den Weltraum freigesetzt wurden. Die stellaren Überbleibsel für diese Ereignisse sind entweder Neutronensterne, mit Massen zwischen 1,4 Sonnenmassen und etwa 3 Sonnenmassen, oder Schwarze Löcher. Neutronensterne haben Durchmesser von etwa 20 km – etwas größer als Honolulu und etwa 500 Mal kleiner als die Größe eines Weißen Zwergs. Bei diesen hohen Dichten werden Protonen und Elektronen zusammengedrängt, wodurch ein stellarer Überrest entarteter Neutronen entsteht. In einigen Fällen emittieren rotierende Neutronensterne Strahlung mit Radio- oder Röntgenwellen (und gelegentlich optischen) Wellenlängen. Diese Objekte heißen Pulsare.

Oberhalb von etwa 3 Sonnenmassen sind sogar Neutronensterne instabil und kollabieren gravitativ zu a schwarzes Loch. Ein Schwarzes Loch ist ein Raumbereich, aus dem Licht und Materie nicht entweichen können. Wir können dies im Sinne der Fluchtgeschwindigkeit verstehen. Wir wissen, dass die Fluchtgeschwindigkeit umso höher ist, je stärker das Gravitationsfeld um ein Objekt herum ist. In einem Schwarzen Loch ist die Gravitation so stark, dass die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. Der Rand des Lochs heißt Ereignishorizont weil alle Ereignisse innerhalb der Grenze für äußere Beobachter unsichtbar sind. Obwohl Schwarze Löcher selbst dunkel sind, können sie durch die Wirkung ihrer starken Gravitationsfelder auf naheliegende Materie nachgewiesen werden Röntgenstrahlen.


  • Ein sich drehendes Magnetfeld erzeugt ein starkes elektrisches Feld.
  • Das elektrische Feld reißt Elektronen von der Oberfläche und beschleunigt sie entlang der Magnetpole.

Ergebnis: Aus den Magnetpolen herausstrahlende Zwillingsstrahlen:

Wenn die Magnetachse nicht mit der Rotationsachse des Neutronensterns ausgerichtet ist (wie abgebildet), streicht die Rotation des Sterns die Strahlen über uns, während er rotiert, und wir sehen regelmäßige, scharfe Lichtimpulse (optisch, Radio, X- strahl usw.)


Der Helixnebel

Der Helixnebel ist ein planetarischer Nebel (PN) im Sternbild Wassermann, er ist einer der erdnächsten aller hellen planetarischen Nebel mit einer Entfernung von 655 Lichtjahren. Der Helixnebel wird in der Popkultur manchmal als das "Auge Gottes" bezeichnet. Der Helixnebel ist ein Beispiel für einen planetarischen Nebel, der von einem mittleren bis massearmen Stern gebildet wird, der seine äußeren Schichten gegen Ende seiner Entwicklung abwirft. Gase des Sterns im umgebenden Raum erscheinen aus unserem Blickwinkel so, als würden wir eine Helixstruktur hinunterblicken. Der verbleibende zentrale Sternkern, der als Zentralstern (CS) des planetarischen Nebels bekannt ist, ist dazu bestimmt, ein weißer Zwergstern zu werden. Das beobachtete Leuchten des Zentralsterns ist so energiereich, dass die zuvor ausgestoßenen Gase hell fluoreszieren.

HOO-Palette Sensortemperatur: -10° u/139 Gain 1x1 Binning

Gesamtintegrationszeit: nur 2 Stunden

Ausstattung: Esprit 80mm APO - ZWO 1600mm Pro Kamera - ZWO HO Filter, 8 Positionen Filterrad, Elektronischer automatischer Okularauszug - AZEQ6 Mount (TS Optik 60mm Leitfernrohr mit ZWO224MC Cam zum Guiding)

Verarbeitungssoftware: Pixinsight (Stacking, Pixelmath zum Erstellen von HOO, Starnet++, verarbeitete das sternenlose Bild mit den folgenden Skripten ABE, BN, CC, MSLT, HT, Deconv, MT, CurvesT, SCNR, fügte die Sterne mit der Pixelmathematik zurück, Dynamic Zuschneiden (70% abgeschnitten)

Standorte: Buraq-Staudamm, Vereinigte Arabische Emirate (Bortle 5)

Bildrechte: Prabhu Astrofotografie

Bitte sagen Sie mir, dass Sie dies Alan Parsons Project genannt haben, als Sie die Dateien benannt haben.

Meinst du nicht "Auge beobachte dich"?

"Wer das Gewürz kontrolliert, kontrolliert das Universum."

Für diejenigen, die es nicht wissen, die Farben sind tatsächlich der Stern, der seine eigene Materie in einer Art Stoßwelle ausstößt, während er in sich selbst "zusammenbricht", während die Schwerkraft den ewigen Kampf gegen den Stern gewinnt.

Ein Stern kann durch den Druck, den die Kernfusion gegen die Schwerkraft ausübt, seine gesamte Hauptsequenz überdauern, aber wenn der Wasserstoff immer weniger wird (da er zu Helium verschmolzen wird) und Helium beginnt, sich an der Im Zentrum zerquetscht die Schwerkraft den Kern noch weiter, wodurch ein Großteil der Heliumasche elektronenentartet wird – wodurch er dichter und heißer wird und ein höherer Druck auf den Kern ausgeübt wird. Wenn die Schwerkraft den Kern so stark komprimiert, dass seine Temperatur 100 M* K erreicht, beginnt der Triple-Alpha-Prozess, bei dem Helium zu Kohlenstoff verschmolzen wird. Schließlich, wenn der Heliumkern ausreichend massiv, dicht und heiß ist, entzündet er sich und brennt innerhalb eines Angelegenheit von Minuten

Im Gegensatz zur jüngeren Sonne führt die große Wärmezufuhr jedoch nicht dazu, dass sich das elektronenentartete Helium ausdehnt und abkühlt. Das Hinzufügen von Wärme zu unserer Sonne würde jetzt nicht viel bewirken, der Kern würde sich proportional ausdehnen und für die gegebene Wärmemenge abkühlen.

Das einzige, was einem Stern neben der Strahlung erlaubt, sich abzukühlen, ist das hydrostatische Gleichgewicht, das Hinzufügen von Wärme ohne diese Mechanik ist genau das – Hinzufügen von Wärme. Es ist im Grunde ein Run-away-Effekt, sobald die Sonne beginnt, Helium zu Kohlenstoff zu verschmelzen, steigt die Kerntemperatur extrem schnell an und innerhalb weniger Minuten, nachdem der Heliumkern in Masse/Temperatur/Dichte ausreichend ist, ist der gesamte Kern (40% der Sonne) Masse) wird in Kohlenstoff umgewandelt.

Dies wird aufgrund seines extrem kurzen Fensters, insbesondere bei astronomischen Ereignissen, als "Quoteliumblitz" bezeichnet (Minuten sind nichts für Sterne, im Grunde augenblicklich, wenn man bedenkt, dass ein Stern Milliarden von Jahren brennt).

Während des Heliumblitzes wird der entartete Kern so stark erhitzt, dass er quasi verdampft, einzelne Kerne beginnen sich so schnell zu bewegen, dass sie Fluchtgeschwindigkeit erreichen. Die Sonne beginnt buchstäblich ihre eigene Materie abzustoßen und der Sonnenwind sowie die "Blitze", die der Stern erfährt, während er verzweifelt versucht, gegen die Schwerkraft zu überleben, stoßen seine äußeren Schichten in einer spektakulären Show von Farbe und Symmetrie aus. Die Teilchen folgen normalerweise den magnetischen Feldlinien, weshalb die meisten planetarischen Nebel (ein schrecklicher Name übrigens, wir haben sie benannt, bevor wir genau wussten, was wir sahen, aber der Name blieb hängen) symmetrisch.


Sternentstehung mit geringer Masse

Der größte Teil der anfänglichen Gasmasse in der Milchstraße wurde in Sterne umgewandelt. Während massereiche Sterne und ihre Endstadien den Energieeintrag in das interstellare Medium dominieren, machen massearme Sterne den größten Teil der Gesamtmasse in unserer Galaxie aus.

Es ist allgemein anerkannt, dass Sterne durch den Gravitationskollaps kalter, dichter und staubiger Molekülwolkenkerne entstehen. Diese Wolkenkerne sind nicht zufällig im Raum verteilt, sondern oft entlang von Gasfäden ausgerichtet, deren Ursprung wir noch nicht vollständig verstehen. Auch ist noch nicht gut verstanden, wie die Eigenschaften der entstehenden Sterne von den Anfangsbedingungen in den Wolkenkernen abhängen, also wie die Anfangsmassenfunktion und der Anteil von Doppel- und Mehrfachsternsystemen mit den Bedingungen des interstellaren Mediums verknüpft sind .

Dreifarbiges zusammengesetztes Bild der Messier 78 (NGC 2068)-Region im Orion-Molekülwolkenkomplex, wo mehrere tief eingebettete, sehr junge Protosterne von MPIA-Wissenschaftlern mit dem Herschel-Weltraumteleskop entdeckt wurden. Die jüngsten sich bildenden Protosterne sind als die rötesten hellen Punkte innerhalb der Filamentstruktur zu sehen. Farben entsprechen APEX 870 Mikron (Rot), Herschel 160 Mikron (Grün) und Spitzer 24 Mikron (Blau).

NASA/ESA/ESO/JPL-Caltech/Max-Planck-Institut für Astronomie

Dreifarbiges zusammengesetztes Bild der Messier 78 (NGC 2068)-Region im Orion-Molekülwolkenkomplex, wo mehrere tief eingebettete, sehr junge Protosterne von MPIA-Wissenschaftlern mit dem Herschel-Weltraumteleskop entdeckt wurden. Die jüngsten sich bildenden Protosterne sind als die rötesten hellen Punkte innerhalb der Filamentstruktur zu sehen. Farben entsprechen APEX 870 Mikron (Rot), Herschel 160 Mikron (Grün) und Spitzer 24 Mikron (Blau).

Verschiedene interne Prozesse können einen gravitativ gebundenen Wolkenkern stabilisieren, aber er kann schließlich unter seiner eigenen Schwerkraft kollabieren und einen oder mehrere Protosterne in seinem Zentrum bilden. In ihrer Anfangsphase sind diese Protosterne so tief eingebettet, dass sie bei optischen und nahen Infrarot-Wellenlängen unsichtbar sind und nur mit Ferninfrarot-(Weltraum-)Observatorien oder Radioteleskopen beobachtet werden können. Aufgrund des von Null verschiedenen anfänglichen Drehimpulses der Wolke bildet sich bald eine zirkumstellare Scheibe um den Protostern, zusammen mit bipolaren Ausströmen und Hochgeschwindigkeitsstrahlen, die eine Öffnung durch die rotierende Hülle schieben. Diese Ausflüsse sind einer der Hauptmechanismen, um überschüssigen Drehimpuls abzutransportieren und so dem Protostern ein Massenwachstum zu ermöglichen.

Im Gegensatz zu massereichen Sternen, die sich viel schneller entwickeln, entstehen sonnenähnliche und masseärmere Sterne aus ihren Geburts-&Aposkokons&apos, bevor sie vollständig entwickelt sind. Wenn der junge Stern den größten Teil seiner endgültigen Masse aus der Hülle durch die Scheibe akkretiert hat und die restliche Hülle sich teilweise aufgelöst hat, kommt der Stern in Sicht. Diese jungen Sterne, die nach ihrem Prototyp T Tau "T-Tauri-Sterne" genannt werden, sind oft variabel, haben einen starken IR- und UV-Überschuss und zeichnen sich durch ein typisches Emissionslinienspektrum aus. Die Scheiben um die T-Tauri-Sterne entwickeln sich jetzt oft zu Fabriken zur Planetenbildung.


Sonnen-, Stellar- und Planetenwissenschaften

Die Forschung in der Abteilung SSP ist darauf ausgerichtet, die Sternen- und Planetenentstehung sowie die physikalischen Prozesse in Sonne, Sternen und Sternsystemen zu verstehen. Die Abteilungsforschung zur Sonne befasst sich mit ihren grundlegenden stellaren Eigenschaften, ihrer Atmosphäre und Korona sowie ihren Auswirkungen auf die Erde. Studien anderer Sterne zielen darauf ab, das Alter und die chemische Zusammensetzung zu messen und die Struktur der umgebenden Scheiben, Magnetfelder und Winde zu verstehen. Die Suche nach Objekten in unserem eigenen Sonnensystem und nach extrasolaren Planeten dient der theoretischen Untersuchung der Sternen- und Planetenentstehung und -entwicklung. Beobachtungsdaten werden von bodengestützten Observatorien (wie dem MMT-Observatorium, Magellan und dem Whipple-Observatorium) und von Satelliten wie dem Sonnen- und Heliosphären-Observatorium, dem Transition Region und Coronal Explorer, dem Far Ultraviolet Spectrographic Explorer, dem Hubble Space Telescope gewonnen , das Chandra-Röntgenobservatorium und das Spitzer-Weltraumteleskop.


So navigieren Sie auf dieser Website

Gehe zur Astronomie-Klassenseite

Kaufen Sie das Buch Astronomy Notes! 2020 Edition jetzt über Xanedu erhältlich. Diese Website wird ständig aktualisiert.

Unterstützen Sie diese Webseite!

Auszeichnungen

Als Beweis für den Wert dieses Materials sind zahlreiche Kopien dieses Materials (in verschiedenen Überarbeitungsstadien) im gesamten Internet zu finden. Wenn Sie ``Strobelastronomie'' in eine der Internetsuchmaschinen eingeben, wird eine lange Liste von etwas der Kopien da draußen. Wenn Sie eine alte Kopie finden, informieren Sie bitte den Website-Manager über die offizielle Astronomy Notes-Website unter website www.astronomynotes.com.

Derzeit umfassen diese Notizen: einen kurzen Überblick über den Platz der Astronomie im wissenschaftlichen Bestreben, die Wissenschaftsphilosophie und die wissenschaftliche Methode, eine Astronomie, die ohne Teleskop durchgeführt werden kann, eine Geschichte der Astronomie und der Wissenschaft, das Newtonsche Gravitationsgesetz und Anwendungen auf Umlaufbahnen, Einsteins Relativitätstheorien, elektromagnetische Strahlung, Teleskope, alle Objekte des Sonnensystems, Sonnensystementstehung, Bestimmung der Eigenschaften der Sterne, der Sonne, Fusionsreaktionen, Sternstruktur, Sternentwicklung, das interstellare Medium, die Struktur der Milchstraße , extragalaktische Astronomie einschließlich aktiver Galaxien und Quasare, Kosmologie und außerirdisches Leben. Diese Site enthält auch Seiten mit Drehimpulsbeispielen, einem schnellen Überblick über die Mathematik, Verbesserung der Lernfähigkeiten, Astronomietabellen und Astronomiebegriffen.

Links zu Seiten dieser Website sind STABIL und werden nicht beschädigt. Obwohl diese Site nicht so auffällig ist wie andere, ist die Website-Struktur die stabilste Astronomie-Website im gesamten Web. Links zu Seiten innerhalb dieser Website von anderen externen Seiten funktionieren seit 2001 (das heißt "für immer" im Sinne des Internets), während der Inhalt der Seiten ständig aktualisiert wurde. Seiten werden der Struktur für völlig neue Materialien und Themen hinzugefügt, während "alte" Seiten aktualisiert werden, sodass Links zu den älteren Seiten auch dann noch funktionieren, wenn ihr Inhalt aktualisiert wird. Wenn Sie eine andere Website kennen, die es seit 2001 (oder länger) mit einer stabilen Struktur gibt, die es ermöglicht, dass Links von externen Websites zu Seiten innerhalb der Website noch funktionieren, wenn der Inhalt aktualisiert wurde, lassen Sie es mich bitte wissen.

Alle Strichzeichnungen wurden mit Create auf meinem alten NeXT-Rechner oder mit Freehand auf einem Wintel-Laptop und Macintosh oder Adobe Illustrator zu Hause erstellt. Die Strichzeichnungen auf dem Bildschirm sind GIF- und PNG-Bilder. Wenn Sie Kommentare zu diesen Notizen haben, senden Sie mir bitte eine E-Mail.

    . Ich stelle den Platz der Astronomie in der Wissenschaft vor und gebe ein Gefühl für die Größe und die Zeitskalen, die damit verbunden sind. Auch Diskussion der wissenschaftlichen Methode und wie Astrologie keine Wissenschaft ist und was Astronomie zu einer Wissenschaft macht.

Ein separater Abschnitt über die Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Religion und die Interaktion ist auf dieser Site verfügbar. Es ist nicht Bestandteil des regulären Lehrbuchs. Ich gehe einen Mittelweg zwischen den Fundamentalisten auf beiden Seiten der "Debatte"/des Dialogs.

Pseudowissenschaft vs. Wissenschaftsartikel. In Anlehnung an Carl Sagans "The Demon-Haunted World" greife ich das Thema UFOs als außerirdisches Raumschiff auf. Dieser Artikel ist nicht Bestandteil des regulären Lehrbuchs. Andere Dokumente zu Astronomy Notes über gefälschte Wissenschaft und Nachrichten: "Die sieben Warnzeichen der falschen Wissenschaft" und "Fake or Real? So überprüfen Sie die Nachrichten selbst und erhalten die Fakten" (aus NPRs All Tech Considered: Originallink).

. Ich bespreche die Himmelssphäre, Bewegungen der Sonne (Sonnen- und Sterntage, Zeitzonen, Zeitgleichung und Jahreszeiten), Bewegungen des Mondes (Phasen und Finsternisse, einschließlich meiner eigenen Bilder einiger Sonnenfinsternisse) und planetarische Bewegungen. Aktualisieren: zusätzliche Diagramme und Animationen zur Beschreibung der Mondphasen.

. Ich konzentriere mich auf den Aufstieg der modernen Wissenschaft in Europa, von den alten Griechen bis zu Kepler.

. Newtons Bewegungsgesetze und sein Gravitationsgesetz werden diskutiert. Anwendungen dieser Gesetze (insbesondere Gravitation) werden behandelt (z. B. Messung der Massen von Planeten und Sternen, Bahnbewegungen, interplanetare Reisen, Gezeiten usw.). Aktualisieren: zusätzliches Diagramm für den Abschnitt Bahnen.

. Ich diskutiere Einsteins spezielle Relativitätstheorie und allgemeine Relativitätstheorie. Die Konzepte der Raumzeit und der Schwerkraft als Verzerrung der Raumzeit werden zusammen mit Beobachtungsbeweisen seiner Theorien, einschließlich der Suche nach Schwerewellen mit LIGO, eingeführt. Aktualisieren: LIGO/Virgo-Entdeckungen.

. Allgemeine Lichteigenschaften, Definition von Frequenz, Spektrum, Temperatur. Lichtproduktion: Kontinuierliche (thermische) Spektren, Emissionslinien, Absorptionslinien und das Bohrsche Modell für das Atom. Doppler-Effekt und warum Spektrallinien verwendet werden müssen, um die Doppler-Verschiebungen zu messen. Aktualisierung: „Wie macht man das?“-Kasten zur Berechnung der Energien von Photonen für Hopfen in einem Atom hinzugefügt. Auch Links zu interaktiven Informationen zu Spektrentypen.

. Umfasst Refraktoren, Reflektoren, Radioteleskope, Lichtsammelvermögen, Auflösungsvermögen, Interferometer, Vergrößerung und atmosphärische Verzerrungen wie Seeing, Rötung und Extinktion. Auch ein Abschnitt mit Tipps zum Kauf eines Teleskops. Aktualisierung: Abschnitt über den Kauf von persönlichen Teleskopen und aktualisiertes Material über neue große Forschungsteleskope in naher Zukunft hinzugefügt.

. Dieses Kapitel ist eine Einführung in die Planetenwissenschaft. Ich diskutiere die Techniken, die Astronomen verwenden, um etwas über die Planeten und ihre Atmosphären herauszufinden (was bestimmt, ob eine Atmosphäre um das Verhalten von Gasen herum haftet was die Oberflächentemperatur bestimmt Atmosphärenschichten den Transport von Energie Auswirkungen von Wolken, Bergen und Ozeanen Wetter vs. Klima und Klimawandel-Agenten mit Rückkopplungen und Erscheinung), ihre Magnetfelder (die magnetische Dynamo-Theorie) und ihr Inneres einschließlich der geologischen Kräfte, die ihre Oberflächen umformen. In einem separaten Abschnitt konzentriere ich mich auf einen Vergleich zwischen den Atmosphären von Erde, Venus und Mars und warum sie sich jetzt so radikal voneinander unterscheiden (Treibhauseffekt, Kohlenstoffkreislauf, außer Kontrolle geratener Kühlschrank, außer Kontrolle geratenes Gewächshaus usw.). Nachweise für flüssiges Wasser in vergangenem und unterirdischem Wassereis. Die Erddiskussion umfasst nun die Rolle der Plattentektonik im Kohlenstoffkreislauf, Beweise für den menschlichen Beitrag zum atmosphärischen Kohlendioxid und zum beobachteten globalen Temperaturanstieg. Es gibt Links zu zwei Flussdiagrammen: einem Erde-Venus-Mars-Vergleich und einem Flussdiagramm der Berechnungen, die erforderlich sind, um zu bestimmen, ob eine Atmosphäre für Milliarden von Jahren bestehen bleibt. Ich beende das Kapitel mit einer Erörterung der großen Monde im Sonnensystem und Ringsystemen. Aktualisierung: Abschnitt Wetter vs. Klima, Magnetfelder, Erdbebenressourcen, Diskussionsressourcen zum Klimawandel, Jovian Monde, Ringe, Mars und die Reparatur defekter Links zu externen Websites (unaufhörliche Aufgabe, da andere Websites keine stabilen Strukturen haben).

Fotoalbum von Beautiful Planet der Naturfotografie hat Bilder von Bergen, Seen, Bächen, Wasserfällen, großen Bäumen, Blumen, Polarlichtern, anderen Landschaftsbildern und einigen Bildern von Insekten und Fröschen. Die meisten Bilder stammen aus dem Westen der Vereinigten Staaten, aber einige stammen auch aus Ostaustralien und die Polarlichter stammen aus Fairbanks, Alaska. National park photo sets include: Crater Lake, Bryce Canyon, Grand Canyon, Zion, Grand Teton, Yellowstone, Devils Tower, and Glacier. The rest of the album are from various beautiful places in the western United States and eastern Australia.

Answers to Global Warming Skeptics is a separate section about the climate change debate going on among the general public. Es ist nicht part of the regular textbook. Also, is a short "How I Know" PDF document with embedded links explaining why I accept the conclusion that Earth's climate is changing and that humans play a role—just one sheet of paper needed to print. After a wet winter in 2016-17, the California Water Future article explains why water conservation is still needed.

. The basics of meteorites, asteroids, and comets are introduced and how they can tell us the ``when'' and the ``how'' of the formation of the solar system. At the end is an exploration of the other planetary systems. Updates: Rosetta mission to Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, New Horizons at Pluto, and exoplanets.

. Notes for the properties of stars and how we determine them. Things like distances to stars, their masses, radii, composition and speeds. Also HR diagram, spectral types, and spectroscopic parallax. The dangers of selection effects and biased samples are also discussed with the application of finding what a typical star is like. Aktualisieren: tweak to Inverse Square Law section.

. This chapter covers: The Sun, interiors of stars, and nuclear fusion, neutrinos, the solar neutrino problem, and helioseismology. The concept of hydrostatic equilibrium is used to explain the mass-luminosity relation and the reason for the mass cut-off at the high and low ends. Updates: 2017 solar eclipse pictures, fixed broken links to external websites and added additional resources.

. This chapter covers: stellar evolution (all nine stages) and stellar remnants (white dwarfs, neutron stars, black holes). Updates: additional material and diagrams in stellar nucleosynthesis section, LIGO/Virgo results about black holes, and fixed broken links to external websites.

. This chapter covers: the dust and gas between the stars and how we use the 21-cm line radiation to map the Galaxy. Also, the structure of the Milky Way Galaxy, our place in it, and how we determine these things. The rotation curve and the existence of the dark matter halo, stellar populations, and the galactic center are also discussed. Updates: fixed broken links to external websites and updated content in Cepheids and central supermassive black hole sections.

. This chapter covers: the characteristics of other normal galaxies, active galaxies, and finding distances to other galaxies (this includes the distance-scale ladder). Also, large-scale structure is covered (galaxy clusters and collisions and superclusters). Updates: fixed broken links to external websites and updated material about dark matter in galaxies, origins of galaxies, galaxy collisions & mergers, large scale structure (superclusters), supercomputer simulations of galaxy motions & evolution, imaging M87's supermassive black hole with the Event Horizon Telescope, and the "Steps to the Hubble Constant" page.

. This chapter covers cosmology: the study of the nature, origin, and evolution of the universe as a whole. The distance-scale ladder topic is dealt with in the Steps to the Hubble Constant document. I discuss Olbers' Paradox, the cosmic microwave background radiation, the fate of the universe (open or closed), dark matter, dark energy, inflation, and the cosmological constant. Updates: fixed broken links to external websites and updated material about cosmic microwave background radiation from Planck mission, observations of first galaxies, dark matter, temperature power spectrum (also added graph from 2018 final Planck data release), BICEP2 discussion, dark energy, and tension with Hubble Constant measurements.

Appendices

Angular Momentum in Astronomy. I define angular momentum and give several examples of angular momentum in astronomy: Kepler's second law of orbital motion, Earth-Moon system, rapidly spinning neutron stars, accretion disk in a binary system, and a collapsing galactic cloud.

Quick Mathematics Review. Here's a quick run through of some basic mathematics: working with fractions and percentages, exponents, roots, powers of ten, working with really BIG or really small numbers---scientific notation and the metric system. I assume that the reader has had this stuff before, so the quick run through will be sufficient to jog the dormant memory.

Tabellen. Astronomy constants, physical constants, planets (orbital properties, physical characteristics, atmospheres), 100 nearest stars, and 100 brightest stars as seen from the Earth.

Glossary. Definitions of astronomy terms used in this website.

  1. Study Skills: Great Expectations, Textbook ``study reading'', homework, exams, and writing (not typing) lecture notes. College is not high school---greater expectations of the student! Also, some tips to improve your study skills so that you study more efficiently and take exams with better results. Although the homework and exam tips are addressed to my own students, most of these tips will also apply to students at other schools.New page added about why it is better to WRITE your lecture notes instead of type them. . A brief overview of a career in astronomy research. It covers the likes and attitudes of research astronomers, need for formal writing ability, where astronomers work, and expected pay scale. Brief enough to fit on a single sheet of paper, back-to-back. Data from the Bureau of Labor Statistics on median salary and unemployment rates for different levels of educational attainment (associate degree, bachelors degree, masters, etc.). Updated annually once all of the income tax forms have been compiled.
    . Links to more astronomy information on the web. There is a lot of good quality stuff out there! . (my "homepage")

Please support this website! (Select the link to make a donation)

This page last updated: January 15, 2021
(note individual pages in this website may have been updated after this date)


Schau das Video: Die größten Sterne im Universum (August 2022).