Sterne: Rotation verrät Alter eines Sterns

astronews.com Redaktion

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Das Weltraumteleskop Kepler hat nicht nur wichtige Beiträge zur Erforschung von extrasolaren Planeten geliefert: Jetzt stellten Astronomen eine auf Beobachtungen mit Kepler beruhende Studie vor, die eine genauere Bestimmung des Alters von Sternen ermöglichen soll. Eine entscheidende Rolle dabei spielt die Rotationsperiode des Sterns. (7. Januar 2015)

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Bynaus

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Wie kommt das? Kann der Drehimpuls verschwinden?

Ja. Der Stern interagiert über seine Magnetfelder mit dem in alle Richtungen radial entschwindenden Sternwind. Mit anderen Worten, das stellare Magnetfeld lenkt die Sonnenwindionen durch die Rotation ein Stückweit ab, und diese Ablenkung wirkt (am Stern) entgegen der Rotationsbewegung, so dass diese sich über Jahrmilliarden stetig verlangsamt.

??? Woher bekommt ein Stern seinen Drehimpuls? Bekommen kleiner Sterne weniger als große?

Der Drehimpuls kommt ursprünglich aus der (sehr langsamen) Rotation der Wolke, aus der sich der Stern bildet. Die Massen-Konzentration im Stern führt (Pirouetten-Effekt) zu einer entsprechend höheren Rotationsgeschwindigkeit (im Vergleich mit der Wolke). Warum dieser Effekt bei kleinen Sternen weniger stark ausgeprägt ist, kann ich jetzt auch gerade nicht beantworten.
 

pane

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Der Drehimpuls kommt ursprünglich aus der (sehr langsamen) Rotation der Wolke, aus der sich der Stern bildet. Die Massen-Konzentration im Stern führt (Pirouetten-Effekt) zu einer entsprechend höheren Rotationsgeschwindigkeit (im Vergleich mit der Wolke). Warum dieser Effekt bei kleinen Sternen weniger stark ausgeprägt ist, kann ich jetzt auch gerade nicht beantworten.

Ich nehme an, weil der größere Stern sich stärker zusammenzieht. Wenn man von einer gleichen Ausgangsdichte ausgeht, so muss die Wolke aus der ein schwererer Stern entsteht ja viel größer sein.

Gruß pane
 

Bynaus

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Ich nehme an, weil der größere Stern sich stärker zusammenzieht. Wenn man von einer gleichen Ausgangsdichte ausgeht, so muss die Wolke aus der ein schwererer Stern entsteht ja viel größer sein.

Ja, vielleicht - aber gleichzeitig ist die Dichte von kleinen Sternen viel grösser als jene von grossen. Rote Zwerge etwa haben die zigfache Dichte von Blei, die Sonne hingegen hat ungefähr die gleiche Dichte wie ein Gasriese. Deshalb würde man vielleicht denken, dass kleine Sterne "kompakter" sind und deshalb schneller rotieren müssten.
 

oldphys

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Hallo Bynaus,

bedeutet der gefundene Zusammenhang zwischen "Drehzahl", Masse und Alter eines Sterns aber
nicht auch, dass z.B. für die Entstehung zweier "identischer Sterne" (Typ und Masse) vorausgesetzt
werden muss, dass der "Ur-Drehimpuls" der Entstehungswolken (deren Massen sowieso) auch identisch
gewesen sein müssen, damit sie sozusagen ihr Dasein mit derselben Drehzahl beginnen konnten um o.g.
Zusammenhang genügen zu können, oder habe ich da etwas übersehen?

gruß oldphys
 

Major Tom

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Ja, vielleicht - aber gleichzeitig ist die Dichte von kleinen Sternen viel grösser als jene von grossen. Rote Zwerge etwa haben die zigfache Dichte von Blei, die Sonne hingegen hat ungefähr die gleiche Dichte wie ein Gasriese. Deshalb würde man vielleicht denken, dass kleine Sterne "kompakter" sind und deshalb schneller rotieren müssten.


wirklich interessant – gibt es eigentlich auch einen Zusammenhang zwischen der Metallizität und der Rotationsgeschwindigkeit ? – oder andersrum haben kleinere Sterne eigentlich einen höheren Anteil von schweren Elementen ? Ich erinnere mich da, von einer Theorie gelesen zu haben , nach welcher magnetische Effekte im Frühstadium der Sternentstehung die Rotation bremsen und zwar umso stärker, je mehr schwere Elemente vorhanden sind.
MT
 

Kibo

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Hallo zusammen,

ich vermute jetzt einfach mal etwas, keine Gewähr auf Richtigkeit. Vielleicht gibt's ja das eine oder andere Paper, dass das belegt oder widerlegt. Ich habe da jetzt nach kurzer Sucher nichts gefunden.

1. Rote Zwerge sind ja nicht ohne Grund so klein.
a)Wenn der Nebel aus dem sie entstanden sind einfach sehr dünn war, landet entsteht eben aus einem sehr viel kleineren Teil der Stern. Und das wird sehr wahrscheinlich der Teil sein, der am wenigsten Drehimpuls hat.

b) wenn der Nebel einfach kleiner war als andere Nebel, dann muss er auch kälter sein als andere (bzw. insgesamt weniger Drehimpuls haben), denn sonst würde die Schwerkraft nicht gewinnen können und er bleibt einfach ein Nebel. (Außer er baut seinen überschüssige Hitze ab, dann brauch er einfach länger und ist am ende trotzdem langsamer als der Stern aus einem großen Nebel)

2. Rote Zwerge sind in ihrer Jugend wesentlich aktiver, verlieren also mehr Gas und sind damit ihren Drehimpuls auch viel schneller los.

Klingt zumindest für mich logisch, irgendwelche Einwände?

mfg
 

DELTA3

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Hallo Bynaus,

Ja, vielleicht - aber gleichzeitig ist die Dichte von kleinen Sternen viel grösser als jene von grossen. Rote Zwerge etwa haben die zigfache Dichte von Blei, die Sonne hingegen hat ungefähr die gleiche Dichte wie ein Gasriese. Deshalb würde man vielleicht denken, dass kleine Sterne "kompakter" sind und deshalb schneller rotieren müssten.

In Wiki steht, dass Rote Zwergsterne ca. die 6 - 30-fache Dichte der Sonne haben bei ca. der 0,1 - 0,3-fachen Masse. Der Drehimpuls hängt natürlich von der sich drehenden Masse ab ( hab die Formel jetzt nicht nachgeschlagen) und die Rotationsgeschwindigkeit (Drehzahl) von deren Radius. Bei kleinerer Masse ist der Drehimpuls zwar kleiner, aber der viel kleinere Drehradius müsste das mehr als ausgleichen, so dass der kleinere Stern schneller rotieren müsste, wenn die "Entstehungswolke" den gleichen Drehimpuls gehabt hätte.

Wenn der ""Ur-Drehimpuls" der Sternentstehungsgebiete oder -Wolken von der Rotation der Milchstrasse herrühren, dann müssten ja alle Wolken der Milchstrasse den gleichen Drehimpuls haben und auf die entstehenden Sterne im Verhältnis ihrer Massen übertragen. Es wäre dann nicht zu erklären, weshalb kleine Sterne langsamer rotieren sollten als große Sterne.

Vielleicht ist es aber auch so, dass sich die Rotation bei kleinen Sternen schneller verlangsamt als bei großen?

Gruß, Delta3
 

Major Tom

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DELTA3

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Hallo Tom,

in dem verlinkten Artikel wird ja gerade ausgesagt, dass die Rotation von werdenden Sternen völlig unterschiedlich abgebremst werden kann, je nach der Beschaffenheit der umgebenden Staubscheibe und anderen Einflüssen.

Das widerspricht doch der Aussage, dass das Alter von Sternen mit deren Rotationsgeschwindigkeit zusammenhängt, bzw. daraus bestimmt werden kann!

Leider fehlt bei der Meldung zu diesem Thema jede Begründung für die behaupteten Aussagen, so dass es kaum möglich ist, drüber zu diskutieren, worauf diese beruhen könnten (Frust!).

Gruss, Delta3
 

DELTA3

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Ich muss meine letzte Antwort korrigieren, habe die Meldung nochmal nachgelesen:

Durch die Beobachtung und Vermessung von 30 sonnenähnlichen kühlen Sternen...

Offenbar bezieht sich diese Untersuchung nur auf sonnenähnliche Sterne in einem bestimmten Größenbereich, bei denen es keine großen Unterschiede in der Dichte geben sollte, so dass das Rotationsverhalten roter Zwergsterne und anderer Sterntypen hier keine Rolle spielt.

Delta3
 
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