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Neutronensterne
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Gliederung
1. Was ist ein Neutronenstern?2. Historisches3. Allgemeine Sternentwicklung4. Stabilität5. Entstehung6. Aufbau7. Eigenschaften8. Quellen
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1. Was ist ein Neutronenstern?
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1. Was ist ein Neutronenstern?Astronomisches Objekt
Hauptbestandteil Neutronen
Endprodukt der Sternentwicklung
Sehr hohe Dichte
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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
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2. Historisches
1962: Kosmische Röntgenquellen und Quasare
1967: Pulsare1968: Pulsare sind schnell
rotierende Neutronensterne
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3. Allgemeine SternentwicklungChandrasekhar-Limit:
Obergrenze der Masse eines Sterns, der durch Elektronen-/Neutronenentartungsdruck stabilisiert wird
Elektronen: ≈1,44 MSonne
Neutronen: ≈3 MSonne
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3. Allgemeine SternentwicklungMStern < 1,44 MSonne
weißer Zwerg
1,44 MSonne< MStern < 3 MSonne
Neutronenstern
MStern > 3 MSonne
schwarzes Loch
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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)
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5. EntstehungVoraussetzungen:
Kernmasse zwischen 1,44 MSonne und
3 MSonne
Kern aus Eisen und Nickel durch Brennphasen
Kernkollaps-Supernova
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5. EntstehungAusgangspunkt:
Kern des Sterns aus Eisenatomkernen und freien Elektronen
≈ 1x1012 kg/m3 : Neutronisation p+ + e- n + νe
Anreicherung von Neutronen in den Atomkernen
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5. Entstehung≈ 4x1014 kg/m3 : „neutron drip“
freie Neutronen
≈ 4x1015 kg/m3 : Neutronenentartungsdruck supraflüssige Neutronen
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5. Entstehung≈ 2x1017 kg/m3 : Auflösung der
Atomkerne supraleitende Protonen
??≈ 4x1017 kg/m3 : Elementarteilchen?? so hohe Dichten kaum erforscht
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6. Aufbau
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6. AufbauAtmosphäre:
wenige Zentimeterdicke Plasmaschicht
bestimmt Photonen-spektrum
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6. AufbauÄußere Kruste:
Gitter aus Atom-kernen
freie Elektronen ≈ 300 m dick
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6. AufbauInnere Kruste:
freie Neutronen neutronenreiche
Atomkerne freie Elektronen ≈ 600 m dick
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6. AufbauÄußerer Kern:
freie Neutronen freie Protonen freie Elektronen Verhältnis 8:1:1
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6. AufbauInnerer Kern:
freie Quarksoder
Bose-Einstein-Kondensat
oder ???
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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
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7. EigenschaftenGravitation:
≈ 1012 m/s
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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/