Massearme Sterne

Hallo
Ich habe mal gelesen, dass man an massearmen Sternen erkennen kann, dass das Universum nicht älter als 14 Milliarden Jahre alt sein kann.
Massearme Sterne sollen glaube ich noch nicht zu Weißen Zwergen geworden sein.

Gibts da irgendwo Artikel darüber, wie massearm diese Sterne sein müssen, damit sie noch nicht zu weißen Zwergen geworden sein können?

LG René

Alle Sterne bis etwa 0,3 Sonnenmassen glühen nach der Phase des Wasserstoffbrennens aus, sie gehen nicht in die Phase des Heliumbrennens über. Ein solcher Stern kollabiert durch die Schwerkraft mangels Gegendruck durch die Kernfusion auf die Größe eines kleinen Planeten und heizt sich dadurch auf. Er wird so zum Weißen Zwerg, danach erkaltet der Stern langsam.

Es gibt also keine Untergrenze.

Ich dachte aber es gibt da eine Grenze bei sehr massearmen Sternen bei denen man irgendwie noch keinen Abknikpunkt gefunden hat, weil das Universum noch nicht alt genug ist, damit diese Sterne ihren Wasserstoffforat aufgebraucht haben und zu weißen Zwergen geworden sein können.

Es stimmt schon: Je weniger Masse ein Stern hat, desto langsamer fusioniert er Wasserstoff und desto höher seine Lebensdauer. Daher gibt es Sterne, die fast so alt wie das Universum sind. Somit kann man anhand der ältesten bekannten Sterne das Alter des Universums schätzen.

Es kann also logischerweise auch noch keine Weißen Zwerge geben, die aus einem Stern entstehen, der eine höhere Lebensdauer als das momentane Alter des Universums hat.

Wie klein die Masse eines Sterns sein muss, damit seine Lebensdauer>13,7 Mrd Jahre wird, weiß ich aber auch nicht.

Nun, Rote Zwerge haben eine Lebensdauer von Dutzenden Milliarden Jahren, von denen wurde bisher noch kein einziger zum Weißen Zwerg.

Die Massegrenze für Sonnen, die jetzt noch zu jung für die Entwicklung zum Weißen Zwerg sind, sollte in der Spektralklasse G liegen, ich schätze irgendwo zwischen 0,6 und 0,8 Sonnenmassen. Keine Ahnung, ob das mal irgendwer genau berechnet hat.

Hallo,

bei der Suche nach den aeltesten Sternen sucht man nicht nach massearmen Sternen, sondern nach metallarmen Sternen. Da "Metalle" (also, in der Astronomie alle Elemente schwerer als Helium) in Supernovae produziert werden, deutet ein metallarmer Stern auf ein hohes Alter hin, denn seine Materie ist noch nicht durch Supernova-Zyklen gegangen.
Man findet diese Sterne im Halo der Milchstrasse, daher der Begriff "metallarme Halosterne". Die metallarmen Halosterne sind in der Regel 10-13 Milliarden Jahre alt und haben einen Metallgehalt ungefaehr zehnmal niedriger als unsere Sonne.

Gruss,
Volker

ich habe da gleich mal noch eine Frage

kann man die Sterne des Bulge der Milchstraße von denen in den KSH unterscheiden?
Beide sind ja Population 2 Sterne.
Gibts da Unterschiede in der Größe, Masse oder Metallgehalt?

Hallo,

kann man die Sterne des Bulge der Milchstraße von denen in den Kugelsternhaufen unterscheiden?

Ja, im Bulge befindet sich eine Sternpopulation aehnlich der der Spiralarme, also eher Pop-I Sterne. Oder meinst Du hier mit Bulge den Halo? Das ist nicht das gleiche. In Halo und in Kugelsternhaufen finden sich Pop-II Sterne, also metallarme Sterne, die vergleichsweise alt sind.

Gibts da Unterschiede in der Größe, Masse oder Metallgehalt?

Wie der Name Population schon andeutet, ist das ja eine eher grobe Einteilung. Im einzelnen koennen die Kugelsternhaufen natürlich unterschiedliche Charakteristiken haben, z.B. unterschiedlich alt sein.

Gruss,
Volker

Danke Volker
Ich dachte immer Bulge Sterne wären Population 2.
Weil wenn man Bilder von Galaxien ansieht der Bulge immer rötlicher leuchtet als die Scheibe.
Außerdem rotieren die Sterne ja nicht auf einer Scheibe sondern eher wie ein Bienenschwarm ums Galaxienzentrum, wie die Sterne im Halo und in KSH.
Woran liegt das dann?

LG René

Hallo,

Ich dachte immer Bulge Sterne wären Population 2.

Die Sterne im Bulge sind zwar durchschnittlich aelter als die in der Scheibe, aber ihr Metallgehalt ist in etwa der gleiche. Die Einteilung in Pop-I / II ist ja recht grob. Man koennte sagen, in der Scheibe findet man extreme Pop-I Sterne, im Bulge eher gemaessigte Pop-I (allerdings sind zum Milchstrassenzentrum hin dann wieder extreme Pop-I Sterne dominierend).

Außerdem rotieren die Sterne ja nicht auf einer Scheibe sondern eher wie ein Bienenschwarm ums Galaxienzentrum, wie die Sterne im Halo und in KSH.
Woran liegt das dann?

Man geht davon aus, dass der Bulge seine Form vor allem durch Galaxienkollisionen erhaelt. So wie man auch annimmt, dass aus der Verschmelzung von Spiralgalaxien Elliptische Galaxien entstehen (siehe Toomre & Toomre 1972). Durch die Verschmelzung geht sozusagen der ursprüngliche Drehimpuls verloren (siehe z.B. Cavaliere & Vittorini 1998). Wenn unsere Milchstrasse noch einige weitere Verschmelzungen mit anderen Galaxien durchlaeuft, kann aus ihr auch noch eine runde, rote, elliptische Galaxie werden.

Gruss,
Volker

Hallo Volker,

ich spalte jetzt mal ein Haar:

...
Durch die Verschmelzung geht sozusagen der ursprüngliche Drehimpuls verloren (siehe z.B. Cavaliere & Vittorini 1998).
...

Verloren gehen kann er nicht. Er wird in die Summe der Drehimpulse aller beteiligten Massen aufgehen (= "sozusagen"?) ... und irgendeine Komponente wird danach "dominieren".
Oder verschwinden hier auch Massen aus der Galaxie, die Impuls mitnehmen könnten?

Hallo,

Verloren gehen kann er nicht. Er wird in die Summe der Drehimpulse aller beteiligten Massen aufgehen (= "sozusagen"?) ... und irgendeine Komponente wird danach "dominieren".
Oder verschwinden hier auch Massen aus der Galaxie, die Impuls mitnehmen könnten?

Drehimpuls bleibt natürlich erhalten. Was ich meinte ist, dass aus zwei Systemen, die sich z.B. wie zwei Spiralgalaxien drehen, ein neues System entsteht, das eine eher gleichfoermige Verteilung der Drehimpulse der Einzelsterne hat. Die mehrfache Vermischung geoordneter Systeme (im Sinne von einer Drehrichtung folgend) führt dann zu einem System ohne dominierender Drehrichtung. Im Ansatz kann man das z.B.

hier ganz schoen sehen, oder etwas einfacher in dieser Animation von Francoise Combes.
Massenverlust vernachlaessigen wir hier mal der Einfachheit halber.

Gruss,
Volker 

Hmmm, da kann ich dir nicht folgen. Keine dominierende Drehrichtung kann es (langfristig) nur geben, wenn die Drehimpulse der Ursprungsobjekte per Zufall nahezu antiparallel sind.

In den Animationen sieht das so aus, als gäbe es keine dominante Richtung mehr, da sich die (Spiral-)Strukturen auflösen anhand derer wir die Rotation einfach optisch sehen können, während die einzelnen Objekte weiter einer dominanten/resultierenden Bewegung folgen (müssen).

Hallo,

Hmmm, da kann ich dir nicht folgen. Keine dominierende Drehrichtung kann es (langfristig) nur geben, wenn die Drehimpulse der Ursprungsobjekte per Zufall nahezu antiparallel sind.

Nein, die Einflüsse der Gravitation in einem Major Merger führen zu einer Gleichverteilung der Orientierung der Sternbahnen. Das ist allerdings ein ziemlich komplexes Thema. Dazu gibt es z.B. die historischen Arbeiten von Lynden-Bell (1967) oder von Tremaine et al. 1986.

Oder, um es salop zu formulieren: The process of violent relaxation, in which the energy of orbits undergoes order unity changes due to signficant time-variable fluctuations in the gravitational potential, leads to a randomization of the orbits leading to a Maxwellian distribution of energies but with temperature proportional to stellar mass (Andrew Benson, Published in Physics Reports, Volume 495, Issue 2-3, p. 33-86., 2010. astro-ph/1006.5394).

Gruss,
Volker

Das Zitat nennt die Energieverteilung. Das ist ja noch nicht der Drehimpuls. Also an der Impulserhaltung sollten wir nicht vorbei kommen. Wenn sich der Impuls einer Masse ändert, muss eine andere Masse den Rest mitgenommen/erhalten haben. Da komme ich gedanklich jetzt nicht mit, wohin der Impuls "verschwinden" soll, dass plötzlich eine Art Gleichtverteilung (totale Zufallsbewegung auf beliebigen Orbits) geben soll.

Hallo,

Das Zitat nennt die Energieverteilung. Das ist ja noch nicht der Drehimpuls.

leads to a randomization of the orbits, darum geht's doch hier. Wie der Drehimpuls (Spin) des einzelnen Sterns vorher oder hinterher ist, ist da ja irrelevant. Du hast ja auch den Bahndrehimpuls der Sterne und ihren Spin. Z.B. kannst man einen Satelliten so an einem anderen Planeten vorbeischicken, dass er aus der Ekliptik herausbeschleunigt wird. Das funktioniert auch mit einer grossen Anzahl von Objekten die an einer anderen grossen Anzahl von Objekten gestreut wird (eben wenn zwei Galaxien verschmelzen).

Wir sind aber ein bisschen Off-topic...

Gruss,
Volker

Ich habe zum Bulge nochwas gefunden.

Der Bulge scheint doch schon älter zu sein.
Die jungen blauen Sterne die Volker gemeint hat, könnten alle blaue Nachzügler sein.

http://www.astronews.com/news/artikel/2011/05/1105-031.shtml

LG René

Gleich noch eine Frage.

Wie ermittelt man die Masse der Blauen Nachzügler?
Mit Hilfe der absoluten Helligkeit?

mfG

Hallo,

Wie ermittelt man die Masse der Blauen Nachzügler?
Mit Hilfe der absoluten Helligkeit?

Die Masse ergibt sich aus der Spektralklassifikation. Dann kannst Du das Objekt ins Hertzsprung-Russel Diagramm eintragen und weisst aus Vergleich mit bekannten Sternen, welche Masse der Stern in etwa hat. Dafuer benoetigst Du also noch nicht einmal die absolute Helligkeit (also die Entfernung).

Gruss,
Volker