Neutronensterne

Gliederung

1. Was ist ein Neutronenstern?2. Historisches3. Allgemeine Sternentwicklung4. Stabilität5. Entstehung6. Aufbau7. Eigenschaften8. Quellen

1. Was ist ein Neutronenstern?

1. Was ist ein Neutronenstern?Astronomisches Objekt

Hauptbestandteil Neutronen

Endprodukt der Sternentwicklung

Sehr hohe Dichte

2. Historisches

1932: Entdeckung des Neutrons1934: Baade und Zwicky sehen

Neutronensterne als Rest einer Supernova

1939: Oppenheimer und Volkoff machen erste Berechnungen zu Neutronen bei großen Dichten

2. Historisches

1962: Kosmische Röntgenquellen und Quasare

1967: Pulsare1968: Pulsare sind schnell

rotierende Neutronensterne

3. Allgemeine SternentwicklungChandrasekhar-Limit:

Obergrenze der Masse eines Sterns, der durch Elektronen-/Neutronenentartungsdruck stabilisiert wird

Elektronen: ≈1,44 MSonne

Neutronen: ≈3 MSonne

3. Allgemeine SternentwicklungMStern < 1,44 MSonne

weißer Zwerg

1,44 MSonne< MStern < 3 MSonne

Neutronenstern

MStern > 3 MSonne

schwarzes Loch

4. StabilitätEntartungsdruck:

bei sehr hohen Dichten Pauli-Prinzip:

Fermionen (Protonen, Neutronen, Elektronen) können nicht am gleichen Ort im gleichen Zustand vorliegen

Beispiele: weißer Zwerg (Elektronen), Neutronenstern (Neutronen)

5. EntstehungVoraussetzungen:

Kernmasse zwischen 1,44 MSonne und

3 MSonne

Kern aus Eisen und Nickel durch Brennphasen

Kernkollaps-Supernova

5. EntstehungAusgangspunkt:

Kern des Sterns aus Eisenatomkernen und freien Elektronen

≈ 1x1012 kg/m3 : Neutronisation p+ + e- n + νe

Anreicherung von Neutronen in den Atomkernen

5. Entstehung≈ 4x1014 kg/m3 : „neutron drip“

freie Neutronen

≈ 4x1015 kg/m3 : Neutronenentartungsdruck supraflüssige Neutronen

5. Entstehung≈ 2x1017 kg/m3 : Auflösung der

Atomkerne supraleitende Protonen

??≈ 4x1017 kg/m3 : Elementarteilchen?? so hohe Dichten kaum erforscht

6. Aufbau

6. AufbauAtmosphäre:

wenige Zentimeterdicke Plasmaschicht

bestimmt Photonen-spektrum

6. AufbauÄußere Kruste:

Gitter aus Atom-kernen

freie Elektronen ≈ 300 m dick

6. AufbauInnere Kruste:

freie Neutronen neutronenreiche

Atomkerne freie Elektronen ≈ 600 m dick

6. AufbauÄußerer Kern:

freie Neutronen freie Protonen freie Elektronen Verhältnis 8:1:1

6. AufbauInnerer Kern:

freie Quarksoder

Bose-Einstein-Kondensat

oder ???

7. EigenschaftenMasse:

zwischen 1,44 MSonne und 3 MSonne

Radius: 10 bis 15 km

Dichte: 0 an der Oberfläche bis 1018 kg/m³ im Kern

Temperatur: ≈ 1011 K nach Supernova, abkühlend

7. EigenschaftenGravitation:

≈ 1012 m/s

8. QuellenAn Introduction to Modern Astrophysics, Second

Edition, Bradley W. Carroll, Dale A. Ostlie, Second Edition

Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars, The Physics of Compact Objects, Stuart L. Shapiro, Saul A. Teukolsky

http://de.wikipedia.org/wiki/Neutronensternhttp://www.raumfahrer.net/astronomie/sterne/

neutronensterne2.shtmlhttp://abenteuer-universum.de/stersterne/

neutro.htmlhttp://newstopaktuell.wordpress.com/2011/04/14/

wissenschaft-interessant-gemacht-%E2%80%93-teil-28-%E2%80%93-was-ist-ein-quarkstern/