Sternentstehung

Hallo

Ich habe mal gelesen, dass eine Gas- und Staubwolke auf 10 Kelvin abkühlen muss um überhaupt zusammenfallen zu können.
Ich frage mich wie es dann sein kann dass im Zentrum (Bulge) unserer Galaxie, Sterne entstehen können.
Die hohe Strahlung von Sternen in diesen Gebiet würde die Wolke doch erwärmen.

Das ist wie wenn man eine Kartoffel in kochendes Wasser wirft und glaubt dass sie gefriert.

Wie kann sie trotzdem so weit abkühlen?

Gruß Rene´

Moin,

mit nur 410 Lj Entfernung ist *Barnard 68* eine der uns nächsten *Dunkel Wolken*. In ihr sind sogenannte Bok-Globulen vorhanden, dichte Molekül- und Staubwolken, die nach Ansicht der Astronomen eine Vorstufe der Sterne darstellen
Für sichtbares Licht ist die dunkle Wolke undurchsichtig. Nimmt man sie dagegen mit Infrarotlicht auf, so kann man durch sie hindurch sehen. Hier erscheinen jetzt viele Sterne, die sich hinter der Wolke befinden. Solche Aufnahmen ermöglichen den Astronomen tiefere Einblicke in den Aufbau dieses Nebels.



Wissenschaftler sind der Auffassung, dass diese *Dunkel Wolke* in einem sehr frühen Stadium der Instabilität ist, und wohl erst zu kollabieren beginnt. Die Ursache dafür meinen sie in einer kleinen Struktur im Südosten der Wolke ausgemacht zu haben: Aufnahmen der Wolke zeigen deutlich eine eigenständige, etwa 10-mal leichtere Globule, die offensichtlich dabei ist, mit *Barnard 68* zu kollidieren.


Bild: Staubdichte in Barnard 68

Um das Ganze besser verstehen zu können, simulierten Wissenschaftler einen Ablauf des Systems und kamen zu dem Ergebnis, dass tatsächlich die kleinere Globule die grössere direkt kontaktiert. Im weiteren Verlauf der Simulation geriet das vorher stabile System in der Tat aus dem Gleichgewicht, begann zu kollabieren und erzeugte extrem hohe Dichten in seinem Zentrum – die Voraussetzungen für die Bildung eines Sternes scheinen erfüllt.


Bild: Momentaufnahmen der Simulation - die kleine Globule verschmilzt mit der großen Gaswolke

Somit wird wohl in den nächsten 200.000 Jahren ein neuer, vielleicht sonnenähnlicher Stern in unserer Nachbarschaft entstehen, in dessen Umgebung sich auch möglicherweise Planeten bilden könnten.

In APOD gibt es eine besonders grosse Aufnahme von Molecular Cloud Barnard 68 / FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO  >>> Molecular Cloud Barnard 68
Credit: FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO

Jerry

Moin,

dieses APOD-Bild zeigt die Galaxie *M 33* (Triangulumnebel), 5,7 mag, 2,8 Mio. Lj, ø 60.000 Lj.

http://www.imagingdeepsky.com/Galaxies/M33NB/M33NB.htm

Ken Crawford (Rancho Del Sol Observatory)
Bright Nebulae of M33

*M 33* ist nach der Andromedagalaxie und unserer Milchstraße das drittgrößte Objekt in der *Lokalen Gruppe* und die einzige echte Spiralgalaxie neben diesen beiden.
Neben der großen HII-Region *NGC 604*, einem riesigen Sternentstehungsgebiet in *M 33* mit einem ø von fast 1.500 Lj, sieht man auf dieser Kompositaufnahme unzählbare Sternbildungsgebiete. Ken Crawford hat am Rancho Del Sol Observatory durch Schmalband- und Breitband in *M 33* die Sternentstehungsgebiete, die sich meist aussen entlang der Spiralarme bilden, festgehalten. Die intensive ultraviolette Strahlung von den lichtstarken, massereichen Sternen ionisiert das Gas in der Umgebung und erzeugt so das charakteristische rote Leuchten. In *M 33* befinden sich einige der größten bekannten Sternbildungsstätten überhaupt.

Hier gibt es die Aufnahme in starker Vergrösserung >>>  

Jerry

Moin,

mir liegt diese PN vor (Auszug): ... dann sind die neuentstanden Sterne erst klein und werden dann große Riesen....

Ich muss eingestehen, dass wir hier in der Raumcon noch nicht über die Lebensphasen von Sternen gesprochen haben - über das HRD (Hertzsprung-Russell-Diagramm) wurde noch garnichts gesagt, das werden wir aber nachholen. (eigener Titel: *HRD* kommt in Kürze)

Jerry

Schreib' den Titel lieber aus, da weiß man dann gleich bescheid.

Moin,

ich hab den Thread jetzt gestartet, er heisst: *Sternentwicklung* >>> 

Jerry

Moin,

in dem einsehbaren Bereich des Universums werden mehr masseleichte Sterne geboren als massereiche Sterne, aber diese Verteilung ist nicht gleich.
Wissenschaftler gehen nach jahrelanger Beobachtung davon aus, dass auf jeden Stern mit mindestens 20 M_So ~ 500 Sterne mit höchstens 1 M_So kommen, in einigen Galaxien scheint das Verhältnis jedoch bei 1:2.000 zu liegen. Einen klaren Beweis konnte die Wissenschaft bisher aber nicht liefern, da der exakte Nachweis fehlt, denn die leuchtschwachen massearmen Sternchen werden oft von ihren leuchtkräftigen Geschwistern überstrahlt.

Unter der Leitung von Gerhardt R. Meurer, Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University, Baltimore wurden mit dem erdgebundenen Teleskop des Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile und dem Weltraumteleskop GALEX ~ 100 Galaxien im ultravioletten und im tiefroten Bereich des Spektrums untersucht. Ihr Ziel waren Sterne von 3 bzw. 20 M_So.

Das Ergebnis war überraschend, denn die Menge massearmer Sterne lag um den Faktor vier über dem erwarteten Wert. Besonders in kleinen unregelmässigen Galaxien wurde das Ergebnis untermauert. In grossen stabilen Galaxien wurde dieser Wert bei weitem nicht erreicht.

Dies Ergebnis begründet das Untersuchungsteam damit, dass in den kleinen Galaxien schwerlich massereiche Sterne entstehen können, da es offensichtlich an Substanz fehlt, was bei grossen Galaxien schon er möglich ist.

Aber das erzielte Gesamtergebnis blieb dann doch in dem erwarteten Zahlenverhältnis.

Jerry

Guten Morgen an alle und besonders an Jerry

Rene.Eichler hatte eine Frage gestellt:
"Ich habe mal gelesen, dass eine Gas- und Staubwolke auf 10 Kelvin abkühlen muss um überhaupt zusammenfallen zu können.
Ich frage mich wie es dann sein kann dass im Zentrum (Bulge) unserer Galaxie, Sterne entstehen können.
Die hohe Strahlung von Sternen in diesen Gebiet würde die Wolke doch erwärmen., warum es im Zentrum unserer Milchstraße überhaupt Sterne entstehen können."

Die Beantwortung der Frage interessiert mich auch!
Nur um die Diskussion anzuregen: Der Virialsatz nennt doch als Bedingung einer Kontraktion einer Gas- und Staubwolke, daß die Temperatur klein und die Dichte hoch ist. 

Und dann noch eine Frage dazu: wenn eine solche Wolke zusammenfallen muß, um einen Stern zu bilden, dann dreht sie sich doch immer scheller. Messungen der Rotation von vielen Sonnen haben aber erbracht, daß Sonnen sich nur langsam drehen. In unserem Sonnensystem hat die Sonne ca. 95 der Gesamtmasse und Jupiter 95% des Gesamtdrehimpuls des Sonnensystems.

Gruß

Matjes

Hallo Matjes,

was sollte denn in dem Bulge den Abkühlungsprozess aufhalten? Auch die höhere Sternendichte ist nicht so hoch, als dass keine neuen Sterne mehr entstehen könnten.

Zum zweiten Punkt: Naja, das könnte einerseits darauf hindeuten, dass Sterne ebenfalls über Begleiter verfügen, die einen großen Teil des Drehimpulses aufgenommen haben oder dass andererseits der Drehimpuls von Anfang an sehr niedrig war. Ein Teil des Drehimpulses kann auch durch Dissipation verloren gehen.

Gruß, Timo

Hallo

was sollte denn in dem Bulge den Abkühlungsprozess aufhalten? Auch die höhere Sternendichte ist nicht so hoch, als dass keine neuen Sterne mehr entstehen könnten.

Die höhere Umgebungstemperatur sollte die Wolke garnicht bis auf unter 10 Kelvin abkühlen lassen und diese Temperatur braucht eine Wolke um überhaupt kollabieren zu können.
Im Bulge ist die Strahlung so hoch, dass die Wolke immer wieder erwärmt wird.

Wie sollte denn die Wolke kälter als die Umgebungstemperatur werden?

Gruß

Das stimmt schon, in dem Bulge gibt es weniger molekulare Wolken als in den Spiralarmen der Galaxie. Dennoch herrschen auch dort immer wieder lokal Bedingungen, die die Sternentstehung ermöglichen - sogar in direkter Nachbarschaft (<150 pc) des galaktischen Zentrums. Siehe z.B. Sgr B2

Hallo

Schade dass der text auf englisch ist.
Also soweit ich das verstanden habe ist die Wolke in dem Artikel 40 Kelvin kalt.
Eine solche Wolke kann aber erst zu einem Stern kollabieren wenn sie mindestens 10 Kelvin kalt ist.
Das sind 30 K zuviel.
Demnach dürften in dieser Wolke garkeine Sterne entstehen.

Wie kann man eigendlich die Temperatur einer solchen Wolke, nahe dem Galaktischen Zentrum, bestimmen?
Eine so kalte Wolke dürfte ja eigendlich überhaupt keine Strahlung aussenden.
Oder vermutet man nur dass die Wolke so kalt ist, weil dort Serne entstehen?

Gruß René

40 K hat die Wolke in ihren äußeren Randbereichen. In den dichteren Sternentstehungsregionen in der Wolke herrschen Temperature von bis zu 300 K.

Es hängt halt von der Phase der Sternenstehung und den genauen Umständen ab, wie kalt oder warm es genau sein muss.

Damit überhaupt Sterne entstehen können, muss es erstmal eine solche molekulare Wolke geben. Diese hat Temperaturen von 10-20 K. Wenn sich Teile der Wolke stärker verdichten, steigt auch die Temperatur.

@ René, hör bitte damit auf, irgendwelche Zahlen aus der Luft zu greifen und gerade so wie dir es passt in irgendeinen Zusammenhang zu stellen. So kommen wir hier nicht weiter.

Es ist eine Sache, einen Vorgang oder einen Prozess verstehen zu wollen und eine andere, mit aufgesetzten Scheuklappen willkürliche Behauptungen aufzustellen.

- Ich habe die letzten beiden Beiträge gelöscht, da sie die Diskussion nicht weiter gebracht haben -

@ René, hör bitte damit auf, irgendwelche Zahlen aus der Luft zu greifen und gerade so wie dir es passt in irgendeinen Zusammenhang zu stellen. So kommen wir hier nicht weiter.

Welche Zahlen waren denn aus der Luft gegriffen?
Ich sehe das eher so, alles was deinem Weltbild irgendwie ankratzen könnte und worauf du kein plausibles Argument zur Verteidigung deiner Dogmen hast wird gelöscht.
Ich habe ganz vernünftige Argumente gebracht.
Erkläre einfach wie eine Gas und Staubwolke auf 10 K abkühlen kann wenn diese sich in einer Umgebung von hoher Strahlungsdichte (galaktisches Zentrum) befindet.
Hier eine Infrarot-Aufnahme (Wärmestrahlung) vom Milchstraßenzentrum.
dort im Zentrum wo so viel Wärmestrahlung herkommt soll deine Wolke auf 10 K abkühlen.

Wenn du es nicht weißt , dann gibs doch einfach zu.
Außerdem wenn du denkst ich greife irgendwelche Zahlen aus der Luft, dann sag mir welche und ich werde dir beweisen dass ich nichts einfach so aus der Luft greife.
Das willst du aber scheinbar garnicht.

LG René

Also, erstmal vorweg: Was meinst du woher ein nicht unbeträchtlicher Anteil der Infrarotstrahlung aus dem galaktischen Zentrum auf deinem Bild kommt?

Zufälligerweise von riesigen Molekularwolken, die sich zusammenziehen, sich dabei erhitzen und schließlich Sterne bilden! Sogar unter den unwidrigen Bedingungen in der nähe des zentralen Schwarzen Lochs können sich Sterne bilden, obwohl dort starke magnetische Felder und Gezeitenkräfte wirken und Turbulenzen auftreten.

Unbegründet ist deine Aussage: Es muss 10 K haben, damit sich Sterne bilden können und das könne nicht sein, weil es zu viele Sterne gäbe, die mit ihrer Wärmestrahlung verhindern, dass Wolken abkühlen könnten.

Warum ist das unbegründet? Weil du mehrere Punkte nicht beachtest:

1. Der vorherrschende Erhitzungsmechanismus bei solchen Wolken ist UV-Strahlung und nicht Wärmestrahlung.

2. Die äußeren Bereich dieser Wolken können UV-Strahlung sehr gut abblocken. Daher kann es im Inneren zugleich sehr kalt und sehr dicht sein. Die einzige relevante Hitzequelle im Inneren ist kosmische Strahlung, aber auch das ist kaum etwas.

3. Die Wolken selbst sind es schließlich, die Infrarot- und Mikrowellenstrahlung abgeben. Diese Strahlung wird vom Staub nämlich durchgelassen und stellt somit den zentralen Kühlmechanismus dar.

4. Über eben diese Strahlung kann man nun mit Teleskopen wie Herschel die Temperatur der Wolken messen.

5. Die Infrarotstrahlung umliegender Sterne ist wenig relevant als Hitzequelle, da diese Strahlung, wie gesagt, die Wolken relativ gut passieren kann.

Wo ist also das Problem?

Ich gebe zu, dass uns die Mechanismen der Sternentstehung immer noch nicht bis ins letzte Detail bekannt sind. Gerade deswegen sind Teleskope wie Herschel unterwegs! Wenn Herschel oder ein anderes Instrument neue Erkenntnisse liefert, wird man das bisherige Verständnis der Sternentstehung entsprechend anpassen. Den Vorwurf des Dogmatismus halte ich für geradezu lächerlich. Ehrlich.

An Kreuzberga und Rene.Eichler

Streitet Euch doch nicht. Bringt Nix.

Der Virialsatz muß erfüllt sein. Dieser Satz beschreibt das Verhältnis von auseinandertreibender Energie und zusammenziehender Energie. Die Temperatur treibt auseinander und die Dichte zieht zusammen. Wenn die Dichte hoch ist (und da scheint Sgr B2 etwas ganz Besonders zu sein) kann auch die Temperatur etwas höher sein und trotzdem ist der Virialsatz erfüllt.

In der heutigen Standarttheorie spielt besonders der Staubanteil in den Molekülwolken eine wichtige Rolle, da Festkörper besser abstrahlen als die Gaskomponente. Gaswolken bleiben heiß und Staubwolken kühlen ab.

Ich würde gern mehr über die Bedeutung von Drehimpulstransport bei der Sternentstehung verstehen. Wie werden junge Sterne ihren Drehimpuls los. In älteren Theorien (also 18 Jh - Birkeland) wurde der Drehimpuls durch elektrische Kräfte auf die entstehenden Planeten übertragen und damit ihre Bahnen stabilisiert. In neueren Theorien (20 Jh) werden die Sternwinde (besonders durch die Entdeckung der T Tauri Sterne) verantwortlich gemacht. Dadurch wird der Stern seinen Drehimpuls los und kann weiter schrumpfen, bis sein atomares Feuer zündet. Aber ich finde kaum Beiträge dazu. Wer kennt sich aus?

Matjes

Moin,

zur Frage nach dem Drehimpuls hatte mir mal unser Ex-Mitglied Cicu dies Buch empfohlen >>>
Drehimpulse in der Quantenmechanik / von Albrecht Lindner
Verfasser   Lindner, Albrecht
Erschienen   Stuttgart : Teubner, 1984
Umfang   208 S. : graph. Darst.
Schriftenreihe   Teubner-Studienbuecher : Physik

   
ISBN   3-519-03061-6
   
RVK-Notation   UK 3500 Physik/Quantentheorie, Quantenmechanik/Spezielle Methoden der Quantenmechanik/Drehimpulse in der Quantenmechanik
Schlagwortkette   *Quantenmechanik ; Drehimpuls

Jerry

Hallo Matjes

Die Theorie von Birkeland würde mich interressieren.
Wo kann man die mal nachlesen.
Ich glaube auch, dass der Drehimpuls durch elektrische Kräfte auf die Planeten übertragen wird.

Gruß René

Da bei Dir alles über Elektrische Kräfte übertragen wird, überrascht mich das nicht unbedingt...

Wenn hier über astronomische Theorien des 18. Jahrhunderts diskutiert werden soll, dann bitte im entsprechenden Thread -> Geschichte der Astronomie. Ansonsten gibt es noch anzumerken, dass Birkeland vor allem im 19. Jhd. gelebt hat und Teile seiner Theorien heute noch aktuell sind und auch bestätigt werden konnten. Magnetische Bänder in der Erdmagnetosphäre werden gelegentlich auch Birkeland-Ströme genannt, wenn den magnetischen Bändern elektrisch geladene Teilchen folgen: http://pluslucis.univie.ac.at/FBA/FBA99/Biernat/4.pdf


@Jerry: Was hat denn dein Literaturhinweis mit Sternentstehung zu tun? Geht es dort nicht um Quantenmechanik?

Ansonsten fällt mir zu dem Thema ein: Gezeitenkräfte. Halbwegs anschauliches Beispiel wäre das Erde-Mond-System. Die Erde dreht sich immer langsamer, während der Mond sich immer weiter entfernt. So ähnlich könnte ein Drehimpulstransfer zwischen Stern und protoplanetarer Scheibe aussehen.

Bitte bedenkt, dass es hier um das Thema "Sternenstehung" geht. Zum Thema "Planetenentstehung" gibt es einen eigenen Thread (Migrationsmechanismen von Planeten bspw. gehören da rein).

Moin,


Bild: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Spiralgalaxie Messier 82

Diese Galaxie stufte man früher als irreguläre Galaxie ein, weil sie in den damaligen Teleskopen so zerrupft aussah. Dank dem HST konnte man das aber richtig stellen. *M 82* ist eine Balkenspirale, 8,6 mag, Sternbild Großer Bär, 14 x 10⁶ Lj. Durch die Wechselwirkung mit M81 bei einem nahen Vorbeiflug vor etwa 500 Millionen Jahren ist die Galaxie M82 dramatisch verändert worden. In ihrem inneren Bereich hat sich die Rate, mit der neue Sterne aus der interstellaren Materie entstehen, stark erhöht. Die Anzahl der explodierenden Sterne liegt um den Faktor 30 höher als in der Milchstrasse und junge Sterne werden hier zehnmal schneller geboren. Wissenschaftler hatten gesagt, dass dies der Grund für die sehr starke Gammastrahlung ist. Diese Aussage konnte jetzt bestätigt werden. Mit den vier Spiegelteleskopen vom Veritas-Observatoriumwurden wurden sogar Strahlungen von 700 x 10⁹ eV festgestellt (Teilchen im  sichtbaren Licht haben eine Energie von etwa 2 eV.

Solch eine Zukunft könnte auch unserer Milchstrasse haben, wenn sie mit der Andromeda-Galaxie in ferner Zukunft kontaktiert.

Jerry

Moin,


Credit: X-ray: NASA/CXC/JHU/D.Strickland; Optical: NASA/ESA/STScI/AURA/The Hubble Heritage Team; IR: NASA/JPL-Caltech/Univ. of AZ/C. Engelbracht

im sichtbaren Licht vom Hubble sieht *M 82* wie eine gewöhnliche spiralförmige Milchstraße aus. Jedoch durch das Spitzer Weltraumteleskop im Infrarotbereich sehen wir ein anderes Bild von dem Material, das von der Scheibe der Galaxie weggesprengt wird. Röntgenstrahl-Daten von *Chandra* zeigen sengendes Gas, das auf Mio° durch diesen gewaltsamen Ausbruch hoch geheizt worden ist. Das Composit von allen diesen verschiedenen Daten offenbart die wahre Natur dieser Galaxie.

Jerry

Moin,

die Galaxie mit überdurchschnittlicher Sternentstehungsrate ist *M 83* (Südliche Feuerradgalaxie), Sternbild Wasserschlange, +7,5 mag, 14,7 ? 10⁶ Lj.


Hubble Image Showcases Star Birth in M83, the Southern Pinwheel

Auf dem Bild macht sie einen prachtvollen Eindruck, zeigt gut sichtbare Spiralarme und weist ein sehr dynamisches Erscheinungsbild auf, wenn man sich auf die roten und blauen Knoten, die die Spiralarme durchziehen, bezieht. Die roten Knoten sind offensichtlich diffuse Gasnebel, in denen sich noch immer neue Sterne bilden, und die durch heiße junge Sterne zum Leuchten angeregt werden.
Die blauen Regionen repräsentieren junge Sternpopulationen, die sich erst vor kurzem, vor einigen Millionen Jahren gebildet haben.
Sie ist auch eine Galaxie mit den meisten SN´s.

Hier noch ein Composit vom NASA Galaxy Evolution Explorer and the National Science Foundation's Very Large Array in New Mexico.



Auch hier ist die hohe Sternentstehungsrate auch noch in ~ 140.000 Lj vom Zentrum zu sehen.

Jerry

Moin,

im Frühstadium des Universums bestanden die gerade neu entstandenen Galaxien noch überwiegend aus gravitativ gebundener Materie. Erst dann kam es zu Sterngeburten.

Astronomen der Universität von Durham in England haben mittels Gravitationslinsen-Technik die ~ 12,5 x 10⁹ Lj entfernte Galaxie *MS1358arc* beobachtet.


Bild: NASA/STScI (Composit) / Als rötlicher Bogen erscheint die ferne Galaxie MS1358arc durch die Gravitationslinse

Mit Hilfe der Teleskope Spitzer, Hubble und Gemini North analysierten sie die Sternenbildungsrate in dieser noch sehr jungen Galaxie und kamen zu dem Ergebnis, dass in ihr zu diesem Zeitpunkt ~ 50 Sterne pro Jahr entstanden sind, weitaus mehr und schneller Sterne als bisher angenommen. Erwartet wurden 1 bis 2 Sonnengeburten pro Jahr. Die Fachleute nehmen an, dass diese Galaxie ziemlich typisch für Galaxien in diesem noch jungen Alter sind und schliessen daraus, dass auch die Milchstraße einmal so aussah, als in ihr die ersten Sterne entstanden.

Jerry