Werden alle Sterne zu Roten Riesen ?

Emily

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Werden eigentlich alle Sterne am Ende ihres Lebens immer erst zu Roten Riesen, bevor sie je nach ihrer Größe z.B. als Weisser Zwerg oder als Supernova kollabieren ? :confused:
 

Infinity

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Hallo, Emily,
Werden eigentlich alle Sterne am Ende ihres Lebens immer erst zu Roten Riesen, bevor sie je nach ihrer Größe z.B. als Weisser Zwerg oder als Supernova kollabieren ? :confused:
nicht alle Sterne. Ihre Entwicklung ist von der Masse abhängig. Ein Stern entsteht durch die Verdichtung von Nebeln aus Gas und Staub. Er wird zunächst ein Protostern. Braune Zwerge würden sich ab diesem Zeitpunkt nicht mehr weiterentwickeln, weil der Druck in ihrem Inneren nicht ausreicht, um eine Wasserstoff-Kernfusion zu zünden. Sie verwenden bloß Deuterium, was aber auch nicht ausreicht. Für andere Sterne als Braune Zwerge gilt: Druck ist hoch, somit auch Temperatur, wodurch die Fusion von Wasserstoff zu Helium erfolgt.

Dies allein würde durch die Explosionen zwar eine Vergrößerung des Sterns hervorrufen, als Gegenkraft wirkt aber noch die Gravitation, weshalb insgesamt eine Stabilität herrscht. Nun gilt der Stern als sogenannter Hauptreihenstern (siehe auch Hertzsprung-Russel-Diagramm). Durch das Streben nach Stabilität gilt also: Je massereicher ein Stern ist, desto stärker muss er mittels Kernfusion entgegenwirken. Das heißt wiederum: Kleine Sterne haben eine längere Lebensdauer als große, weil sie im Gegensatz zu den großen zur Erhaltung der Stabilität nicht so viele Fusionen durchführen müssen. Vor allem bei roten kleinen und blauen riesigen Sternen ist der Unterschied sehr deutlich: Hinzu kommt in diesem Fall nämlich noch, dass Blaue Riesen viel massereicher als Rote Riesen sind (ein weiterer Unterschied am Rande wäre noch, dass Blaue Riesen bereits als solche geboren werden, während Rote Riesen sich erst im Laufe entwickeln).

Wenn der Wasserstoffvorrat verbraucht ist, also nicht mehr im Kern zu Helium fusioniert werden kann, muss mehr Brennstoff her. Also werden die Atomkerne in den äußeren Schichten des Sterns, zudem das Helium im Kern zu schwereren Elementen bis zum Eisen, verbrannt, wodurch der Radius ansteigt. Hier kann noch zwischen zwei Sternarten unterschieden werden: Welche, die über Helium bis Sauerstoff verbrennen, zählen zu den massearmen Sternen, während solche, die bis Eisen verbrennen, zu den massereichen zählen.

Generell gilt folgendes Schema:

  • Braune Zwerge (kleine Sterne) entstehen wie vorhin erwähnt bereits nach der Gasverdichtung und verharren als solche.
  • Mittelgroße Sterne (darunter auch die Sonne), bestehend aus Roten Zwergen oder sonnenähnlichen, gelblichen Sternen, entwickeln sich in der Tat zu Roten Riesen und enthüllen sich anschließend. Zurück bleibt ein Weißer Zwerg, der schließlich zu einem Schwarzen Zwerg abkühlt.
  • Blaue Riesen (große Sterne) entwickeln sich nicht nur zu Roten Riesen, sondern auch zu Roten Überriesen. Jene explodieren als Supernovae, zurück bleiben Neutronensterne. Neutronensterne sind stark verdichtete (im Mittel haben sie einen Radius von nur zehn Kilometern) und schnell rotierende (mehrere Umdrehungen pro Sekunde (der schnellste je gemessene Neutronenstern rotiert einmal innerhalb von einandhalb Millisekunden)) Körper. Sie entstehen dann, wenn ihr jeweiliger ursprünglicher Stern eine Mindestmasse besitzt (sogenannte Chandrasekhar-Grenze; liegt bei 1,4 Sonnenmassen).
  • Blaue Riesen mit noch höherer Masse (Riesensterne) werden zu noch größeren Überriesen, explodieren als Supernovae und enden als Schwarzes Löcher. Das besondere Merkmal Schwarzer Löcher ist ihre sehr hohe Masse, wodurch selbst Licht nicht entkommen kann und uns die Körper daher als schwarz erscheinen. Diese Überriesen überspringen sozusagen das Stadium als Neutronensterne und kollabieren so als Schwarze Löcher weiter. Die Mindestmasse deren jeweiliger ursprünglicher Stern liegt dabei schätzungsweise bei 3 Sonnenmassen.
Wie Du also siehst, entwickeln sich nicht alle Sterne zu Roten Riesen. Zu was sie werden, hängt im Allgemeinen von ihrer Masse ab. Die Wikipedia kann Dir sicher auch dazu verhelfen, das Leben der leuchtenden Gestirne besser zu verstehen.
 
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Lina-Inverse

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Infinity hat das schon gut zusammengefasst, allerdings werden nicht alle Roten Zwerge zu Roten Riesen, unterhalb von ca. 0,3 Sonnenmassen ist die Heliumfusion nicht möglich (Der Kern wird nicht heiss genug). Dazu muss man allerdings anmerken das man so leichte Rote Zwerge in so weit fortgeschrittenen Entwicklungsstadien nicht im Universum findet, es ist noch nicht alt genug - erst in ferner Zukunft werden die schwersten Roten Zwerge soweit sein.

Gruss
Michael
 

Bynaus

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Noch eine Korrektur: Die Massengrenzen, die immer angegeben werden, sind nicht die Massen der eigentlichen Sterne, sondern nur die kollabierende Masse, das heisst in der Regel, ein grosser Anteil des eigentlichen Kerns.

Sterne bis 8 Sonnenmassen bilden deshalb Weisse Zwerge von Kohlenstoff/Sauerstoff-Zusammensetzung.
Sterne bis 10 Sonnenmassen bilden Weisse Zwerge von Sauerstoff/Neon-Zusammensetzung.
Sterne ab 10 Sonnenmassen explodieren als Supernovae und bilden Neutronensterne.
Sterne ab 15-25 Sonnenmassen (hängt von vielen Faktoren ab, vor allem aber davon, wieviel Masse der Stern im Laufe seines Lebens verliert) können auch Schwarze Löcher bilden.

Ich empfehle das frei zugängliche und sehr interessante Review-Paper "Nucleosynthesis" von Meyer und Zinner, 2006: http://presolar.wustl.edu/ref/Meyer06.pdf

EDIT: Zur eigentlichen Frage. Wie schon erwähnt wurde, kollabieren die kleinsten Roten Zwerge direkt in Weisse Zwerge, und zwar von Helium-Zusammensetzung. Ein solcher Weisser Zwerg ist deshalb an sich nichts anderes als der erkaltete Kern, der übrig bleibt, nachdem ALLER Wasserstoff (abzüglich dem, der durch Sternwind verloren wurde) zu Helium geworden ist.
 
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973

Gast
Am übersichtlichsten sind HRD's mit eingezeichnetem Verlauf der Entwicklung der typischsten Stern-Arten. Beim googeln konnte ich keins finden, vielleicht ist es nuetzlich wenn jemand einen link zu solch einem HRD kennt, ihn zu posten
 

Alex74

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Es gibt noch einen weiteren Sternentyp, der hier nicht genannt wurde, der aber im heutigen Universum nicht mehr existiert; es handelt sich um die sog. "Population III" Sterne. Das sind die allerersten Sterne die im Universum entstanden. Es gibt Theorien die besagen daß diese Sterne aufgrund dessen daß sie aus reinem Wasserstoff und Helium entstanden, unvorstellbare Größen erlangten und daher quasi noch im Entstehungsprozeß direkt zu Schwarzen Löchern kollabierten.
Ich bin mir aber nicht sicher ob das noch aktueller Stand der Forschung ist (nach kurzer Suche habe ich leider nichts dazu gefunden).

Gruß Alex
 

Franz_F

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Es gibt noch einen weiteren Sternentyp, der hier nicht genannt wurde, der aber im heutigen Universum nicht mehr existiert; es handelt sich um die sog. "Population III" Sterne. Das sind die allerersten Sterne die im Universum entstanden. Es gibt Theorien die besagen daß diese Sterne aufgrund dessen daß sie aus reinem Wasserstoff und Helium entstanden, unvorstellbare Größen erlangten und daher quasi noch im Entstehungsprozeß direkt zu Schwarzen Löchern kollabierten.
Ich bin mir aber nicht sicher ob das noch aktueller Stand der Forschung ist (nach kurzer Suche habe ich leider nichts dazu gefunden).

Gruß Alex

Hm. Wenn du hier die metallarmen Super-Sterne meinst, so über 100 Sonnenmassen.
Die bilden ein mehrfaches gleichzeitiges Schalenbrennen aus. (Schaut dann aus wie ein Zwiebel). Also von Aussen nach innen H ,He, O, Si - Brennen.
Wobei beim SI- Brennen dann die Temperatur so hoch wird, dass es zur Paar-Instabilität kommt (Bildung von Elektron -Positron Paaren aus Gamma Strahlung) Dadurch fehlt dann der Strahlungsdruck, und der Kern kolapiert weiter und wird noch heisser - der Stern explodiert dann vollständig, ohne einen kompakten Körper zu hinterlassen.
Das beobachtet man aber heute auch noch. Offenbar gibt es noch viele von Metallen uinverseuchte Gebiete ;-)

Die Fragen die ich mir dabei stelle:
1.) Ist so ein Körper nicht auch an der Oberfläche heiss genug um im Blauen zu strahlen.
2.) Bewirkt ein C-N-O Zyklus eine Störung des Schalenbrennens, sodass ein metallreicher Stern einen anderen Verlauf hat?
 
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