Monster-Magnetstern gibt Astronomen Fragen auf

TomTom333

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Garching (dpa) - Ein kosmischer Supermagnet verblüfft Astronomen: Die magnetische Sternleiche muss von einer Riesensonne stammen, die eigentlich zu einem Schwarzen Loch hätte zusammenstürzen sollen. Die Beobachtung kollidiert mit der gängigen Vorstellung, wie Schwarze Löcher entstehen........


hier geht es zum ganzen Artikel:
http://portal.gmx.net/de/themen/wissen/weltraum/11011648-Raetsel-um-Monster-Magnetstern.html

Finde diesen Artikel sehr interessant, und würde gerne die Meinung unserer Spezis dazu hören

Gruß
TOM
 

Bynaus

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Ich sehe bloss nicht, warum die Astronomen die Masse des Vorläufersterns auf bis zu 40 Sonnenmassen schätzen? Ich meine, sie haben sicher gute Gründe dafür - die Frage ist: welche?
 

Alex74

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Siehe auch hier:
Artikel auf Spiegel online

Da die Sternentstehung in der Wolke wohl vor rund 5 Millionen Jahren begann (es gibt keine älteren Sterne dort), muß der Vorgängerstern maximal so alt gewesen sein, was die Annahme der hohen Masse erklärt.

Mal eine ganz dumme Frage:

Man rechnet bei SL den Ereignishorizont betreffend immer mit der Fluchtgeschwindigkeit - dabei ist eigentlich ausschlaggebend ja die Kraft, mit der das Schwerkraftmonster zieht, und dafür gibt es kein Maximum.
Wenn nun ein Stern mit extrem starken Magnetfeldern kollabiert, so verschwinden diese ja nicht; die Rotationsgeschwindigkeit nimmt mit fortschreitendem Kollaps zu, damit auch die Stärke der Magnetfelder.

Wäre nicht ein Mechanismus denkbar, nachdem diese Magnetfelder a) entweder den völligen Kollaps zu einem SL ab einer gewissen Stufe verhindern können oder b) aufgrund der durch sie ausgewirkten Kraft vom inneren des SL aus nach Außen wirken können so daß das SL nach außen hin wie ein Magnetar aussieht?

Gruß Alex
 
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973

Gast
Ich sehe bloss nicht, warum die Astronomen die Masse des Vorläufersterns auf bis zu 40 Sonnenmassen schätzen? Ich meine, sie haben sicher gute Gründe dafür - die Frage ist: welche?
Der Stern muß schwerer gewesen sein als alle anderen in dem haufen noch beobachteten Massen, da er sich am schnellsten entwickelt hat. genau genommen so schwer das sein Leben in weniger als 5 Mio. jahren durchlief.

Man versucht anzunehmen, daß er an einen Begleiter die meiste Masse abgegeben hat, sich also anfangs schnell entwickelte aber am Schluß leichter war und daher nicht kollabierte.

Eine andere Möglichkeit steht am Ende des Artikels selbst: bei solchen Sternen findet SN-Explosion statt und kann evtl. mehr Masse abgegeben werden als gemäß Modellrechnungen (zBsp 97% statt 90%), und der Rest ist deshalb nicht kollabiert. Man müßte halt messen wieviel Masse er jetzt hat, ohnedem kann man zur Frage des SL nichts sicheres sagen.

PS: Hab gerade mal die Original-Arbeit durchgelesen, die ist sehr ordentlich, also wohl nichts prinzipiell falsch. http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1034/eso1034.pdf . Demnach hat der Magnet-Stern heute mindestens 32,8 +/-4 , am wahrscheinlichsten 35,4 +/-5 SM . Die Massen wurden aus dem DS-System berechnet. Er hat zwar ein optischen Begleiter der aber nur 1/3 leichter ist also Masseaustausch nicht viel ändern kann. Die Autoren nehmen an daß früher andere begleiter vorhanden wären . Es befinden sich zahlreiche rote Überriesen in dem Haufen. Der Theorie nach sollten sie am Schluß gelb statt rot sein. Dem Artikel nach divergieren zumindest die Modelle für die Endphase solcher roten Überriesen sehr. Wie auch immer, die jetzige Masse ist tatsächlich so hoch das ein Kollaps zu erwarten gewesen wäre
 
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Bynaus

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Okay, es ist vernünftig, davon auszugehen, dass er wegen des jungen Alters des Haufens so massiv gewesen sein muss. Anderseits ist es natürlich auch nicht a priori auszuschliessen, dass er von ausserhalb des Haufens "eingewandert" ist. Aber in der von dir verlinkten Arbeit, 973, wird ja gezeigt, dass das keine wahrscheinliche Erklärung ist.

Demnach hat der Magnet-Stern heute mindestens 32,8 +/-4 , am wahrscheinlichsten 35,4 +/-5 SM .

Das ist, soweit ich den Abstract verstehe, nicht der Magnetar selbst, sondern ein Superriesen-Paar in der Nähe, das nur benutzt wird, um eine typische Masse des möglichen Vorläufersterns des Magnetars zu bestimmen (bzw, wie massiv muss ein Stern sein, um heute schon ein Magnetar zu sein, während andere Sterne dieser nun bekannten Masse erst so-und-so-weit in ihrer Entwicklung sind?).

Der Magnetar selbst ist ca 2.3 Parsec von dem Paar entfernt.

Sie schreiben dann:

Support for [die Hypothese dass es sich beim Magnetar um einen Doppelstern gehandelt haben muss, Anm. v. Bynaus] comes from population synthesis models, which can only form a neutron star from an isolated ~60M progenitor within the ~5Myr age of Wd1 if mass loss rates from stellar winds are greatly enhanced (Belczynski & Taam 2008). In a close binary scenario, however, removal of the hydrogen-rich outer mantle via Case A mass transfer results in a reduced post-MS helium core, and ongoing Case B transfer during shell burning will leave a low mass (10M) helium-burningWR (P05), permitting isolated neutron star formation within 5Myr via a type Ib/c supernova if the kick velocity is sufficient to disrupt the system.
 
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973

Gast
Ja, du hast recht, die Massen beziehen sich nicht auf den Magnetstern und einen Begleiter, sondern auf ein nahes DS-Paar.

Dann hätte man allerdings, statt nur von einem solchen Paar, noch von einigen weiteren die Masse bestimmen können, denn 'ungefähr' war ja schon vorher bekannt daß solche rote Überriesen solche Massen haben ... Also ist dieses Ergebnis doch nicht so eine große Sensation.

Denn wie ich oben schrieb bevor ich den Artikel las: erst mal die Masse des Magnetsternes bestimmen ! Wieviel bei RW-Sternen bei einer SN-Explosion abgeblasen wird, ist ebenso unsicher wie ihre typische Masse ...
 
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elnolde

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Mal eine ganz dumme Frage:

Wäre nicht ein Mechanismus denkbar, nachdem diese Magnetfelder a) entweder den völligen Kollaps zu einem SL ab einer gewissen Stufe verhindern können oder b) aufgrund der durch sie ausgewirkten Kraft vom inneren des SL aus nach Außen wirken können so daß das SL nach außen hin wie ein Magnetar aussieht?

Die Frage find ich überhaupt nicht dumm sondern höchst interessant. Da würd mich eine Antwort drauf auch sehr interessieren.

PS: Hab gerade mal die Original-Arbeit durchgelesen, die ist sehr ordentlich, also wohl nichts prinzipiell falsch.

jetzt kommt meine dumme Frage an 973: Hast Du beruflich mit Astronomie zu tun?

...denn 'ungefähr' war ja schon vorher bekannt daß solche rote Überriesen solche Massen haben ... Also ist dieses Ergebnis doch nicht so eine große Sensation.

Was ich aus dem Artikel rauslese, ist für meine Begriffe sehr wohl eine Sensation, denn meines bisherigen Wissens nach sind die wenigen bekannten Magnetare aus wesentlich kleineren Vorläufersternen entstanden oder irre ich mich?

Auch mein erster Gedanke war, dass der Magnetar da "hingewandert" ist. Mal schauen was "S.u.W". über den Magneten schreibt. Für mich sind das die interessantesten Objekte im Universum.

Gruß
elnolde
 

Luzifix

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Wenn ich das recht verstehe, hat man das noch nie beobachtet, wie sich ein Schwarzes Loch bildet, wenn eine Sonne kollabiert. Man weiß also nicht, wie es aussieht oder wie lange es für den äußeren Beobachter dauert. Also sind solche Fragen, wie und warum nicht, in diesem Falle müßig. Es könnte ja ein Zwischenstadium zu einem SL ein, das eben so als Magnetar zu beobachten ist.

Wen ich mir den Gravitationskollaps versuche vorzustellen, wie er in einer Plasmawolke mit kritischer Dichte im Schwarzschildradius beginnen sollte, kommen mir folgende Gedanken in den Sinn: Innerhalb einer Zone mit kritischer Dichte hat doch jedes in beliebiger Größe wählbare Partialvolumen ebenfalls die kritische Dichte? Die Partialvolumina in der Nähe des Zentrums sind aber relativ kräftefrei (wie man es aus "hohle-Erde"-Berechnungen kennt). Wenn man sich also für die Geschwindigkeit des Kollapses interessiert, und sich dazu willkürlich einen Pulk aus Partialvolumina (Kugeln etwa) denkt, so sind die Bedingungen für einen raschen Kollaps am Rand des Gesamtvolumens am idealsten und in der Mitte am ungünstigsten. Die Zeitdauer vom Beginn bis zum Endstadium des Kollabierens würde also nicht überall dieselbe sein, die Partial-SL in der Nähe des Randes wären eher "fertig" als jene in der Tiefe.

Mal ganz abgesehen davon, daß man jetzt nicht weiß, mit welcher Verzögerung sich die Information über die Gravitation über den Ereignishorizont bis zu den "Nachbarn" ausbreitet, ist es doch trotzdem so, daß sich das G-Potential am Ereignishorizont eines solchen Partial-SLs vermindert, wenn sich in ihm die Masse auf sein (lokales) Zentrum zu bewegt. Meiner Meinung nach könnte das bedeuten, wenigstens für eine bestimmte Zeit, daß sich die partiellen SL so weit informationell voneinander isolieren, daß sie für einander keine kritische Dichte mehr darstellen.
 
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973

Gast
elnolde: google mal nach Wolf Rayet Sternen. In der wikipedia ist da zBsp ein Foto und eine Tabelle mit den typischen Massen und der bisher angenommenen End-Entwicklung.

Was halt wirklich überraschend ist, ist das der Magnetstern, falls er auch dieser Art angehört und dann zumindest potentiell viel Masse hatte, nicht kollabiert ist ... Und da die ja alle in der Endphase noch groß, rot und sehr massenreich sind, und die Begleiter selbst schon ähnlich massereich, ist Masse-Austausch vmtl keine Lösung. Jetzt ist es also daran, nach plausiblen Erklärungen zu suchen . Neben der möglichen noch höheren als bisher vermuteten SN-Abblasung und geringerer restmasse, käme vielleicht außer weißen Zwergen und Neutronensternen eine weitere 'Auffangstufe' des Kollaps in Frage, was dann Eigenschaften der dafür noch kleineren Elementarteilchen andeuten könnte. Erst mal aber mus man mehr über solche Magnetsterne wissen - insbesondere die Masse.

Ich finde das Thema auch sehr interessant, habe damit aber nichts zu tun. M.W. wo in Deutschland viel über solche magnetische Sterne geforscht wird, ist in Göttingen, dorther kommt auch einer der Autoren des Artikels
 
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Klaus

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Okay, es ist vernünftig, davon auszugehen, dass er wegen des jungen Alters des Haufens so massiv gewesen sein muss. Anderseits ist es natürlich auch nicht a priori auszuschliessen, dass er von ausserhalb des Haufens "eingewandert" ist. Aber in der von dir verlinkten Arbeit, 973, wird ja gezeigt, dass das keine wahrscheinliche Erklärung ist.
Unter 4.2.2 in der Arbeit steht auch, daß er nicht der erste, wohl aber bislang schwerste entdeckte Stern seiner Art ist. Ich halte die Schlußfolgerung auf die Ursprungsmasse daher auch für glaubhafter, als wenn es sich nur um die vorschnelle Bewertung eines ersten Einzelfalls gehandelt hätte.
 

Alex74

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@Luzifix:
Die Gravitation ist zwar im Inneren geringer, das spielt für die Entwicklung zum SL aber eine untergeordnete Rolle. Ausschlaggebend ist, daß dort der höchste Druck herrscht.

Mal eine Frage an die Quantenphysiker hier:

Un zwar zum Pauli-Prinzip;
Es sagt aus daß sich maximal je zwei Neutronen im selben Zustand befinden können und sich daher nicht dichter packen lassen, was zum Fermi-Gegendruck führt. Soweit ist das klar.

Was mir nicht klar ist:
Es wird das Pauli-Prinzip genannt. Woher weiß man, ab welchem Druck von außen dieses Prinzip nicht mehr gilt (und der Neutronenstern zum SL kollabieren würde)?
Und wie erklärt man, warum dieses Prinzip nur in einem bestimmten Rahmen gültig ist?

Gruß Alex
 

Alex74

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Danke; aber das weiß ich soweit. Meine Frage bezog sich darauf, woher man das weiß. Es dürfte schließlich noch keinem gelungen sein, zwei Neutronen (oder deren Quarks) diese Grenze überschreiten zu lassen.
 

RPE

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Man könnte vielleicht noch hinzufügen, dass das "Pauli-Prinzip" rein aus der elektrmagn. WW abgeleitet ist, sozusagen die Rechnung "ohne den Wirt", sprich die starke WW gemacht ist. Nimmt man dann die dafür zuständige QCD mit ins Boot, sind Tür und Tor für die wildesten Sachen wieder offen! Wems dann noch nicht wild genug ist, geht zur Stringtheorie über. ;)
 

elnolde

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Bitte entschuldigt an dieser Stelle meinen off topic:

Oh, ja! Mehr verrate ich nicht ;)

Hallo Frank,

man man, das lohnt sich ja, hier mal nach den usern zu recherchieren. Dein Vixen-Refraktor ist ja der Hammer. Und was 973 macht (und vor allem wo) hab ich auch rausklamüsert. Ich wusst ja schon immer dass ich hier in angenehmer Gesellschaft bin.:D

off topic Ende.

Ich weiß nicht ob das Alex in seiner Frage auch so gemeint hatte, aber kann es sein, dass es Zwischenstufen gibt, also dass der Sternkollaps aufgrund der magnetischen Feldstärke den Vorläufer erst zum Magnetar werden lässt und wenn er dann abgebremst hat und die magnetische Feldstärke nachgelassen hat, erst dann zum SL kollabiert? Ist das theoretisch möglich?

Gruß
elnolde
 

RPE

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Hallo Alex und RPE,

so gesehen ist wohl dieser Link besser. S. Abschnitt "Concept".
Gruß

Hallo Bernhard und Alex,

gut, dann sollte ich wohl auch zu oben etwas revidieren. Auch die 'flüssigen' Neutronen in einem Neutronenstern sind natürlich schon QCD. Und auch das Pauli-Prinzip gilt ja da weiterhin und sorgt für den Gegendruck.

Dass man irgendwann zum SL übergeht - hängt meinem Verständnis nach damit zusammen, dass vereinfacht gesprochen die Möglichkeit eines SL im Rahmen der ART erstmal völlig unabhängig von der Teilchenphysik bzw. irgendwelchem Gegendruck abgeleitet werden kann (Schwarzschild Lösung). Da die ART in anderen Bereichen sehr gute Übereinstimmungen mit Beobachtungen liefert und es auch diverse Indizien für die tatsächliche Existenz von SLs gibt, nimmt man an, dass diese SL also auch existieren sollten.

Hinzu kommt, dass die Kopplung zw. Gegendruck und ART für Sterne (Fusion), weiße Zwerge (entartetes Elektrongas, Pauli-Prinzip), Neutronenstern (wieder Pauli, entartete, 'flüssige' Neutronen, wenn auch mit erheblichen Modellabweichungen) ganz gut zu funktionieren scheint. Warum also nicht auch für den nächsten 'Schritt' im Quarkstern? Ist doch 'nur' die logische Fortführung einer Reihe. Solange man dann keinen Gegendruck berechnen kann, der den darauf folgenden Gravitationskollaps hin zum SL aufhalten könnte finde ich es genauso plausibel auch tatsächliche SL anzunehmen.

Grüße,
RPE
 
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973

Gast
Ja wie ich schon sagte kann solch ein Stern Hinweise auf die 'nächst-kleineren' Elementarteilchen geben. Vor über 100 Jahren waren es die Atome, dann die Kerne, Nukleonen, usw usw, man darf gespannt sein was in 20 jahren gehandelt wird. Trotzdem: der erste Schritt ist, jetzt die Masse des Magnetsterns selbst zu ermitteln, ob sie überhaupt so hoch ist. Die große Neuigkeit geschah auch nicht jetzt, sondern als ein Magnetstern inmitten solcher Überriesen entdeckt wurde bei denen man wußte daß sie derartige Massen haben
 
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