Warnung: Zu viel Austausch von Materie kann starke Magnetfelder hervorrufen

Kommentare (35)

1. #1 Moredread

   15. Mai 2014

   Hallo,

   ich hätte zwei Fragen:

   1) Wenn ein Stern in sich zusammenfällt, würde ich mal annehmen, das er sich schneller dreht. Wd1-5 erhält mehr Masse, müsste demnach auch größer werden – und dreht sich trotzdem schneller? Woran liegt das?

   2) Wie kann eine Supernova einen Stern wegschleudern?

   Danke schonmal 🙂

   Moredread

2. #2 Silava

   15. Mai 2014

   Ich bin von der Beschreibung etwas verwirrt:
   Zuerst waren da einfach nur zwei Sterne, einer von ihnen besonders massereich. […]
   Dieser leichtere Stern, aus dem später einmal unser Magnetar werden soll, beginnt sich dank der Extramasse nun immer schneller zu drehen.
   Hm, der spätere Magnetar hat also sein Lebensende eigentlich noch nicht erreicht, aber der schwerere Stern Wd1-5 schon? Warum sehen wir dann Wd1-5 jetzt noch als Schnellläufer durch den Sternenhaufen ziehen, während der leichtere Stern sich bereits durch etwas Extramasse von Wd1-5 in einen Magnetar verwandelt hat?

3. #3 Skrazor

   15. Mai 2014

   Der […] Neutronenstern […] darf für eine Rotation um seine Achse nicht länger als ein paar Millisekunden brauchen

   Also dreht sich ein Neutronenstern mit 20 km Durchmesser mit ~ 62000 km/s um sich selbst? Das entspräche doch etwa 1/5 der Lichtgeschwindigkeit. Faszinierend, dass es den Stern durch die dabei auftretenden Fliehkräfte nicht einfach zerstört.

4. #4 Alderamin

   15. Mai 2014

   @Moredread

   zu 1): Die einfallende Masse spiralt auf den Stern hinunter und gibt ihm mehr Drehimpuls. Wenn er dann dann kollabiert, bleibt der Drehimpuls erhalten: da der Radius schrumpft, muss die Geschwindigkeit zunehmen, wie bei einer Eiskunstläuferin, die bei der Priouette die Arme anzieht. Es gibt auch Fälle, wo ursprünglich langsam rotierende Pulsare durch Materiezufluss beschleunigt wurden. Es spielt keine Rolle, ob die Materie dem Stern vor oder nach der Explosion zufließt, der Impulsübertrag ist der gleiche.

   zu 2.) Supernova-Explosionen sind oft asymmtrisch und können dem verbliebenen Sternenrest einen ordentlich Kick geben. Es sind mehrere Fälle bekannt, wo der Pulsar mit großer Geschwindigkeit vom Explosionsort fortgeschleudert wurde.

5. #5 Florian Freistetter

   15. Mai 2014

   @Silava: “Warum sehen wir dann Wd1-5 jetzt noch als Schnellläufer durch den Sternenhaufen ziehen, während der leichtere Stern sich bereits durch etwas Extramasse von Wd1-5 in einen Magnetar verwandelt hat?”

   Naja, der schwere Stern gab Masse an den leichten; also wurde der leichte zum schweren und der schwere zum leichten…

6. #6 Pumba

   15. Mai 2014

   Ich hätte mal eine Frage zu schwarzen Löchern. Wenn ein Stern in sich zusammenfällt bei einer Supernovaexplosion, dann gibt es ja irgendwann eine Gegenkraft die dadurch entsteht, dass zwei Elektronen die gleiche Quantenzahlen annehmen wollen, was nach dem Pauli-Prinzip ja nicht geht. Wenn jetzt ein Stern zu einem schwarzen Loch kollabiert wird dann das Pauli-Prinzip ignoriert? bzw gibt es dann genug Energie um es aufzuheben?

7. #7 Moredread

   15. Mai 2014

   Hallo Alderamin,

   die Antwort zu 1 ist einleuchtend, danke dafür. Die Antwort zu 2 ist auch einleuchtend, allerdings steht im Text, das die Supernovaexplosion einen anderen Stern weggeschleudert hat. Ich zitiere mal:

   “Bei der großen Supernova-Explosion die den Magnetar erzeugte wurde Wd1-5 schließlich hinaus ins All geschleudert wo wir ihn heute gefunden haben.”

   Wenn ich an Sterne denke, die wild durch die Gegend vagabundieren, denke ich eher an so etwas wie ein stellares “swing-by-Manöver”, weniger an Explosionen. Wie kann die Supernova-Explosion des Stern A den Stern B auf eine (dazu noch schnelle) Reise schicken?

8. #8 JaJoHa

   15. Mai 2014

   @Pumba
   Erst schiebst du die Elektronen (oder irgendwas anderes mit halbzahligen Spin, also Fermionen) auf höhere Energien.
   Du kannst die Elektronen mit inversen Betazerfall wegbekommen. Sprich: Aus einem Proton und einem Elektron wird ein Neutron und ein Elektronneutrino. Das ist der Übergang zum Neutronenstern. Und die Neutronen sind wiederum ein anderes Teilchen (aber ebenfalls ein Fermion) und entarten bei bedeutend höheren Dichten.
   Außerdem macht der Entartungsdruck das weitere Verdichten nur sehr schwer, mit genug Druck wird das weiterhin dichter. Und irgendwann sollte es für einen Ereignishorizont reichen.
   Schau mal hier https://en.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar_limit

9. #9 Alderamin

   15. Mai 2014

   @Moredread

   Ich hab’ aus dem Text verstanden, dass die Explosion aus dem Stern den Magnetar (Wd1-5) gemacht hat, und diese Supernova ihn per Rückstoßprinzip fortgeschleudert.

   Es ist auch möglich, dass durch den Massenverlust des explodierenden Sterns ein leichter Begleitstern oder Planet seine Umlaufbahn verlässt, aber dann ist er nicht so schnell unterwegs.

10. #10 Bullet

    15. Mai 2014

    @Moredread:

    2) Wie kann eine Supernova einen Stern wegschleudern?

    In einem Doppelsternsystem kreisen beide Partner umeinander, weil sie sich gegenseitig anziehen. Wenn einer der beiden Partner durch ein schnell auftretendes Ereignis (… mmmm … z.B. eine Sternexplosion) plötzlich weniger Masse hat, bekommst du denselben Effekt wie den eines gerissenen Seils, mit dem du eine Masse im Kreis über deinem Kopf wirbeln läßt: das Ding fliegt weg. Es ist also nicht – wie man sich vielleicht vorstellt – eine Art “Kick”, die den anderen Stern “wegtritt”, sondern eher ein plötzlich ohe Halt auseinanderfliegendes Pirouettenpärchen von Sternen.
    Ich hoffe, das ist anschaulich genug.

11. #11 Bullet

    15. Mai 2014

    @Alderamin: kommt darauf an, wie schnell sich die Partner umkreisen. Bei engen Partnern, die nahe der Roche-Grenze tanzen, sollte das recht schnell sein können.

12. #12 Alderamin

    15. Mai 2014

    @Bullet

    Das Problem ist, die Masse des explodierten Sterns ist ja nicht komplett weg (ein guter Teil schon) und die des Begleiters auch nicht, d.h. der wegdriftende Begleiter wird bei seiner Flucht noch abgebremst (bei zwei gleich großen Sternen beispielsweise muss der explodierende ohnehin mindestens knapp 60% seiner Masse verlieren, damit der Begleiter überhaupt weg kommt; ok, das schafft eine Supernova schon, aber es bleibt ein Rest von ein paar Sonnenmassen übrig).

    Eine richtige Rakete wie bei einer asymmetrischen Explosion kommt dann wohl nicht heraus.

13. #13 Pumba

    15. Mai 2014

    @JaJoHa
    Danke für die Antwort hat sehr geholfen 😀

14. #14 Yeti

    15. Mai 2014

    Wer mal eine anschauliche Beschreibung der Zustände auf einem Neutronenstern (inkl. Magnetismus und die Schwierigkeit, sich darin zu bewegen, Fallbeschleunigung im Bereich Giga-g, wie beobachtet man das aus der Nähe, ohne von den Gezeitenkräften zerissen zu werden, …) lesen will, dem kann ich nur “Dragon’s Egg” (Deutsch “Das Drachenei”) von Robert L. Forward empfehlen.
    Vorsicht: das ist richtig “harte” Science Fiction (hard SF).

15. #15 Moredread

    15. Mai 2014

    Danke Aldemarin, das leuchtet ein.

16. #16 Eos

    16. Mai 2014

    Danke, interessanter Artikel!
    Ich wusste gar nicht, dass Einzelsterne die Ausnahme in der Milchstraße sind, dachte bisher immer, die sind die Regel… wieder was gelernt 🙂

17. #17 Alderamin

    16. Mai 2014

    @Eos

    Etwa die Hälfte der Fixsterne, die man am Himmel sieht, sind in Wahrheit doppelt oder mehrfach. Etwa 2/3 aller physischen Sterne sind daher Teil eines Mehrfachsystems.

    Übrigens scheint man ein Geschwister der Sonne gefunden zu haben, was angesichts der Tatsache, dass der Sternhaufen, in dem die Sonne vor 4,5 Milliarden Jahren entstand, schon nach wenigen 100 Millionen Jahren auseinandergefallen sein sollte, sehr erstaunlich ist.

18. #18 PapaSchlumpf

    16. Mai 2014

    Sehr schöner Artikel,
    aber kann jemand erklären wie man das Magnetfeld eines Neutronensterns misst?
    Viele Größen lassen sich ja aus direkter Beobachtung ableiten, aber das geht bei einem Magnetfeld ja erst mal nicht, oder?

19. #19 Josef Münz

    63846 Laufach

    16. Mai 2014

    1. Wurde nun der Schnellläufer W1-5 zum Magnetar oder sein Partnerstern, der Masseriese mit 40 Sonnenmassen, der W1-5 erst zum Schnellläufer machte?
    2.War denn der Masseverlust von W1 hoch genug, dass er zum Magnetar wurde -obwohl doch der kleinere W1-5 den Bewegungsimpuls erhielt- und nicht gleich zum schwarzen Loch, das doch schon ab 4 Sonnenmassen entsteht?

20. #20 Alderamin

    16. Mai 2014

    @PapaSchlumpf

    kann jemand erklären wie man das Magnetfeld eines Neutronensterns misst?

    Auf jeden Fall genutzt wird der Zeeman-Effekt, mit dem man auch Magnetfelder von normalen Sternen und der Sonne messen kann. Möglicherweise gibt es auch noch andere Verfahren.

21. #21 Florian Freistetter

    16. Mai 2014

    @Josef Münz: Der Partnerstern von W1-5 wurde zum Magnetar.

22. #22 Eos

    16. Mai 2014

    @ Alderamin #17
    Danke für die Info!
    Ehrlich gesagt hab ich mich eh schon gewundert, weil Florian Mehrfachsternsysteme recht oft erwähnt, und in meiner Vorstellung war das so was seltenes, dabei ist das also die Regel und nicht die Ausnahme!

23. #23 bikerdet

    16. Mai 2014

    @ Eos :
    Ein richtig ausgefallenes Exemplar kanst Du im Sternbild Zwillinge beobachten. Der Stern ‘Castor’ ist ein 6-fach System, bei dem sich drei Paare umkreisen.
    Eine Nummer kleiner geht es im Sternbild Leier zu. Epsilon Lyra besteht aus zwei Paare die sich umkreisen, somit ein 4-fach System.

24. #24 Alderamin

    16. Mai 2014

    @eos

    Oder Mizar, der mittlere Stern in der Deichsel des großen Wagens, der ist schon mit bloßem Auge doppelt (Alkor ist der kleine Begleiter, wobei lange nicht klar war, ob er wirklich an Mizar gebunden ist). Im Amateurteleskop ist Mizar selbst doppelt, Komponenten A und B. Und wenn man das Spektrum von A und B näher untersucht, sieht man, dass die Spektrallinien sich zyklisch verdoppeln, also kreisen da jeweils 2 Sterne eng umeinander und man sieht den sich ändernden Dopplershift durch die radiale Bewegung auf den Beobachter zu oder von ihm weg. Man nennt so etwas einen sepktroskopischen Doppelstern.

    Und weil’s so schön ist, ist Alkor selbst ebenfalls ein spektroskopischer Doppelstern.

    Andere berühmte Sterne, die doppelt oder mehrfach sind, sind der Polarstern (5-fach), Rigel (der untere rechte helle Stern im Orion, hat einen schwachen Begleiter), Sirius (wird von einem weißen Zwerg umkreist) und Albireo (Kopfende des Schwans, sehr schöner Farbkontrast zwischen einer orangefarbenen und einer blauen Komponente).

25. #25 Eos

    Wien

    16. Mai 2014

    Wow! Bin begeistert!! 🙂

26. #26 Jürgen

    Kirchhundem

    17. Mai 2014

    @Florian Freistetter
    Zitat::Der Partnerstern von W1-5 wurde zum Magnetar.
    Wenn ich das richtig verstehe, dann strahlt der Stern doch den magnetischen Fluss Vs aus. Der magnetische Fluss hat Lichtgeschwindigkeit. Die Sonne hat ebenfalls einen magnetischen Fluss. Der magnetische Fluss kann Licht sein. Wird die Anglegenheit weiter durchdacht, dann entsteht die Formel :
    Vs *c im Vakuum = U*Lambda in der Materie.
    Ist dass richtig?
    Gruß Jürgen

27. #27 Josef Münz

    20. Mai 2014

    Meine zweite Frage zielt darauf ab, ob die Entstehung eines Magnetars die Entstehung eines Schwarzen Lochs verhindert,
    wobei die dazu führende Energie dann eben in den Magnet-
    feldern stecken würde. Trifft das zu oder nicht?

28. #28 Florian Freistetter

    20. Mai 2014

    @Josef: Ich verstehe die Frage nicht ganz. Ein schwarzes Loch entsteht, wenn der Sternenüberrest groß genug ist. Da der Magnetar aber Masse an seinen Partnerstern abgegeben hat, hat die verbleibende Masse nur noch für einen Neutronenstern gereicht hat.

29. #29 Yeti

    20. Mai 2014

    Kann man eigentlich (Kugel-) Sternhaufen noch als “Mehrfachsysteme” bezeichnen? Oder sind das eher “kleine nicht-ganz-Galaxien”?

30. #30 Alderamin

    20. Mai 2014

    @Yeti

    Kann man eigentlich (Kugel-) Sternhaufen noch als “Mehrfachsysteme” bezeichnen?

    Nein, das sind Sternhaufen. Eigentlich sind es Kugelsternhaufen, das ist eine eigene Klasse von Objekten (es gibt auch “offene Sternhaufen”), das sind meist junge Gruppen von Sternen, die zusammen entstanden sind und sich bald trennen; Kugelsternhaufen sind alle uralt).

    Oder sind das eher “kleine nicht-ganz-Galaxien”?

    Nein. Sie entstehen wahrscheinlich irgendwie als Abfallprodukt bei der Galaxienentstehung.

    Nur bei Omega Centauri ist nicht völlig klar, ob es ein Kugelsternhaufen oder eine elliptische Zwerggalaxie ist.

31. #31 Yeti

    20. Mai 2014

    @Alderamin: danke, das ging ja mal fix.

    OK, ich verstehe das jetzt mal so, dass Sterne in Kugelhaufen nicht gravitativ an einzelne andere Sterne gebunden sind, sondern einfach an den gemeinsamen Schwerpunkt “gebunden” sind.
    Eine Frage noch: gibt es auch in Kugelhaufen Mehrfachsterne, sicherlich, oder?

32. #32 Alderamin

    20. Mai 2014

    @Yeti

    Auch Mehrfachsterne umkreisen letztlich einen gemeinsamen Schwerpunkt. Sie entstehen aber auch zusammen aus der gleichen protoplanetaren Wolke, so wie ich das verstanden habe. Wenn zu viel Schwung in der Wolke ist, entsteht mehr als ein Stern, um den Drehimpuls zu verteilen, ansonsten ein Einzelstern. So liegen dann auch die Bahnen in der gleichen Ebene.

    Offene Sternhaufen entstehen aus einer größeren Wolke, die bei der Sternenstehung in Globulen kollabiert, in denen wiederum protoplanetare Scheiben (Proplyds) entstehen, die dann jeweils Einzel- oder Mehrfachsterne bilden.

    Der Entstehungsmechanismus bei Kugelsternhaufen ist, soweit ich weiß, noch unklar. Alle Kugelsternhaufen der Milchstraße sind so alt wie sie selbst. Wenn aber zwei Galaxien kollidieren, können wieder junge Kugelsternhaufen entstehen, dafür gibt es Beispiele.

    In Kugelsternhaufen bewegen sich die Sterne alle auf komplexen Bahnen um das gemeinsame Massenzentrum und beeinflussen sich dabei gegenseitig.

    Bestimmt gibt es auch in Kugelsternhaufen Doppelsterne, aber die haben eine gute Chance, bei den engen Begegnungen in einem Kugelhaufen getrennt zu werden. Oder auch zusammengefügt, würde ich annehmen.

33. #33 Josef Münz

    21. Mai 2014

    Mein Problem ist: der Zusammenbruch einer Sonne mit 40 Sonnenmassen hätte ein schwarzes Loch ergeben müs- sen, selbst wenn sie Masse/Energie an den Schnellläufer abgegeben hat;
    da es aber ein Neutronenstern, ein Magnetar, geworden ist, könnte die fehlende Masse/Energie -zum schwarzen Loch- doch im Magnetfeld stecken – oder nicht?
    Dann wäre ein Magnetar eben ein als Neutronenstern “ver-
    kapptes” schwarzes Loch; das es aber wegen des starken Magnetfeldes nicht geworden ist.

34. #34 Florian Freistetter

    21. Mai 2014

    @Josef Münz: “da es aber ein Neutronenstern, ein Magnetar, geworden ist, könnte die fehlende Masse/Energie -zum schwarzen Loch- doch im Magnetfeld stecken – oder nicht?”

    Wie soll die Materie eines Sterns in ein Magnetfeld verwandelt werden können? Ich kann nicht mehr tun, als die Beobachtungen der Astronomen zu erklären. Und die sagen eben, dass der Magnetarvorläufer seine Masse an den Partnerstern abgegeben hat.

35. #35 Josef Münz

    22. Mai 2014

    Nach Einstein -E=mc2- entsprechen sich so Energie und Masse und beides wandelt sich auch ineinander; mit dem Higgs-Boson friedlich in Energie-Masse d.h. Materie und mit der A-Bombe ungebremst in Masse-Energie d.h. reine Energie oder eben wie hier in -magnetische- Masse-Ener- gie d.h. in die Feld-Masse = Magnet-Feld, eines Magnetars und seiner geordneteren Energie-Masse; im Fall des noch kompakteren schwarzen Lochs in die Feld-Masse des Schwere-Feldes aus seiner Energie-Masse.
    Das ist die Logik, empirisch geht das über Ordnung und Kompaktifizierung, aber wie das die Natur im Einzelnen macht, weiß ich auch nicht.
    Vielleicht haben Sie ja eine Idee dazu?