Neutronensterne: Woher unser Gold stammt

astronews.com Redaktion

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Seit Beobachtung einer Neutronensternkollision durch Gravitationswellen und in anderen Wellenlängenbereichen sind Simulationen solcher Ereignisse sehr gefragt. Diese Kollisionen gelten auch als Ursprung von schweren Elementen wie Gold, Silber und Uran und können einiges über das Inneren von Neutronensternen verraten. In Heidelberg sollen die Kollisionen nun genauer untersucht werden. (8. November 2017)

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DELTA3

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Seit Beobachtung einer Neutronensternkollision durch Gravitationswellen und in anderen Wellenlängenbereichen sind Simulationen solcher Ereignisse sehr gefragt. Diese Kollisionen gelten auch als Ursprung von schweren Elementen wie Gold, Silber und Uran und können einiges über das Inneren von Neutronensternen verraten.....

Denn die exakte Form des Gravitationswellen-Signals kann Aufschluss über die innersten Bausteine der Materie geben....

Hat jemand eine Idee, wie das gehen soll und was man aus der exakten Form des Gravitationswellen-Signals über die innersten Bausteine der Materie erfahren könnte?
 

MGZ

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Was in den Momenten kurz vor und kurz nach der Kollision passiert, hängt von den mechanischen Eigenschaften der Neutronensternmaterie ab. Diese sind aber unbekannt. Aus der Form der Gravitationswelle kann man Rückschlüsse darauf ziehen, wie die Sterne verformt worden sind.
 

DELTA3

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Aus der Form der Gravitationswelle kann man Rückschlüsse darauf ziehen, wie die Sterne verformt worden sind.

Das kann ich mir ja noch halbwegs vorstellen. Aber unter den "innersten Bausteinen der Materie" verstehe ich sowas wie Quarks, Gluonen und dergleichen. Wie kann das Gravitationswellen-Signal darüber Aufschluss geben?

Gruß, Delta3
 

Ich

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Der Zustand im Inneren von Neutronensternen ist nach heutiger Physik unbekannt, weil diese Drücke, Dichten und Temperaturen noch nicht einmal in Beschleunigern nachgestellt werden können. Von daher könnten Gravitationswellen tatsächlich z.B. zwischen einem Neutronengas und einem Quark-Gluon-Plasma unterscheiden.
 

pane

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bewegen sich Gravitationswellen immer mit Lichtgeschwindigkeit? Oder können sie auch gebrochen werden, so wie Licht an einer Linse gebrochen wird?

Mit freundlichen Grüssen
pane
 

DELTA3

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Von daher könnten Gravitationswellen tatsächlich z.B. zwischen einem Neutronengas und einem Quark-Gluon-Plasma unterscheiden.

Gibt es denn da gravitative Unterschiede?

bewegen sich Gravitationswellen immer mit Lichtgeschwindigkeit? Oder können sie auch gebrochen werden, so wie Licht an einer Linse gebrochen wird?

Ich könnte mir vorstellen, dass sie durch ein Schwarzes Loch nicht so locker durchgehen, wie durch die Erde. Ein SL hat ja ein ziemlich starkes Gravitationsfeld, das die Ausbreitung der Gravitationswelle sicher beeinflusst. Möglicherweise kann auch eine Gravitationslinse aus Dunkler Materie die GW beeinflussen.

Gruß, Delta3
 

SFF-TWRiker

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bewegen sich Gravitationswellen immer mit Lichtgeschwindigkeit? Oder können sie auch gebrochen werden, so wie Licht an einer Linse gebrochen wird?

Mit freundlichen Grüssen
pane

Die Gravitationswellen kamen bei den bisher gemessenen Ereignissen etwas schneller an als elektromagnetische Wellen.
 

SFF-TWRiker

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Hat jemand eine Idee, wie das gehen soll und was man aus der exakten Form des Gravitationswellen-Signals über die innersten Bausteine der Materie erfahren könnte?

Nach den Gravitationswellen-Ereignissen wurden zahlreiche andere astronomische Instrumente auf die Ursprungsorte ausgerichtet und über elektromagnetische Wellen/Spektren wurden Silber Gold und Platin etc detektiert. Dazu gibt es längere Berichte im neuesten Heft von Sterne und Weltraum.
 

Herr Senf

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Das scheint eine der ersten Veröffentlichungen zu sein, wo versucht wird
über die Gravitationswellen an die Zustandsgleichung zu kommen https://arxiv.org/abs/1711.03647

"GW170817: Joint Constraint on the Neutron Star Equation of State from Multimessenger Observations"
Gravitational waves detected from the binary neutron star (NS) merger GW170817 constrained the NS equation of state by placing an upper bound on certain parameters describing the binary's tidal interactions. We show that the interpretation of the UV/optical/infrared counterpart of GW170817 with kilonova models, combined with new numerical relativity results, imply a complementary lower bound on the tidal deformability parameter. The joint constraints tentatively rule out both extremely stiff and soft NS equations of state.
Wenn's irgendwer versteht und es "soft" erklären könnte - ich nicht, Dip
 

Ich

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Danke für den Link. So wie ich es verstehe, würden besonders "weiche" Neutronensterne durch die gegenseitige Gezeitenwirkung den Verlauf des Verschmelzungsprozesses ändern. Daraus kriegt man eine obere Grenze für die Weichheit. Zu starre NS sollten wiederum nicht genug Masse und Energie freisetzen, um die elektromagnetischen Beobachtungen zu erklären. Verschiedene Zustandsgleichungen für NS-Materie wurden überprüft. Wenn sie nicht in den richtigen Weichheitsbereich passen, sind sie vermutlich falsch. Damit kann man zumindest ein paar Modelle für das Verhalten von Materie unter solch extremen Bedingungen ausschließen.
 

Nathan5111

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Wenn's irgendwer versteht und es "soft" erklären könnte - ich nicht, Dip

Und dies macht der Google-Übersetzer aus dem Text:

Gravitationswellen, die von der Fusion des binären Neutronensterns (NS) GW170817 detektiert wurden, schränkten die NS-Zustandsgleichung ein, indem sie eine obere Schranke auf bestimmte Parameter legten, die die Gezeitenwechselwirkungen der Binärzahl beschreiben. Wir zeigen, dass die Interpretation des UV / optischen / infraroten Gegenstücks von GW170817 mit Kilonova-Modellen in Kombination mit neuen numerischen Relativitätsergebnissen eine komplementäre untere Schranke für den Gezeitenkraft-Verformbarkeitsparameter impliziert. Die Gelenkbeschränkungen provozieren sowohl extrem steife als auch weiche NS-Zustandsgleichungen.

Klingt doch schon ziemlich gut, oder?
 

RPE

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"Gelenkbeschränkungen" mutet fast schon absichtlich falsch an - dass man sich nicht zu sehr erschreckt ob der makellosen Übersetzung...
 

DELTA3

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Die Gravitationswellen kamen bei den bisher gemessenen Ereignissen etwas schneller an als elektromagnetische Wellen.

Das sagt doch nichts über die Geschwindigkeit der Gravitationswellen aus! Das bedeutet nur, dass der Lichtblitz oder der GRB erst kurz nach der Verschmelzung erzeugt wurden, was auch verständlich ist, wenn diese eine Folge der Verschmelzung sind.

Dazu gibt es längere Berichte im neuesten Heft von Sterne und Weltraum.

Über die innersten Bausteine der Materie? Davon habe ich nichts gelesen.

Gruß, Delta3
 

Protuberanz

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Ich könnte mir vorstellen, dass sie durch ein Schwarzes Loch nicht so locker durchgehen, wie durch die Erde. Ein SL hat ja ein ziemlich starkes Gravitationsfeld, das die Ausbreitung der Gravitationswelle sicher beeinflusst. Möglicherweise kann auch eine Gravitationslinse aus Dunkler Materie die GW beeinflussen.
Du sagst "nicht so locker". Du hältst also grundsätzlich einen Durchgang der Wellen für möglich. Wenn auch gebremst, oder abgelenkt?
Das die Gravitationswellen überhaupt durch ein schwarzes Loch gehen, ob nun ungebremst oder nicht so locker, halte ich für wenig wahrscheinlich. Solltest Du allerdings Recht haben und die Gravitationswellen würden nur gebremst, oder abgelenkt, so könnte man daraus möglicherweise Ableitungen über den inneren Aufbau von schwarzen Löchern generieren. Das wäre sensationell.
 

Bernhard

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Ich könnte mir vorstellen, dass sie durch ein Schwarzes Loch nicht so locker durchgehen, wie durch die Erde. Ein SL hat ja ein ziemlich starkes Gravitationsfeld, das die Ausbreitung der Gravitationswelle sicher beeinflusst. Möglicherweise kann auch eine Gravitationslinse aus Dunkler Materie die GW beeinflussen.
In erster Näherung würde ich davon ausgehen, dass sich G-Wellen wie Lichtwellen verhalten.
 

DELTA3

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Du sagst "nicht so locker". Du hältst also grundsätzlich einen Durchgang der Wellen für möglich. Wenn auch gebremst, oder abgelenkt?

Das habe ich so nicht gesagt und auch nicht gemeint. Bei der Frage von Pane ging es ja darum, ob sich Gravitationswellen immer mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und ob sie gebeugt oder abgelenkt werden können und die Antwort war etwas salopp ausgedrückt.

Was ich damit sagen will, ist, dass die Gravitationswelle eine Welle in der Raumzeit ist, und dass ein Schwarzes Loch, wie auch das Gravitationsfeld der Erde und der Sonne Bestandteil der Raumzeit sind. Eine GW wird sicher durch solche "Hindernisse" in der Raumzeit beeinflusst, ob sie gebeugt, abgelenkt oder gebremst wird weiß ich nicht, denn sie ist keine elektromagnetische Welle und kann daher nicht mit einer Lichtwelle verglichen werden. Die Wellenlänge ist etwa 10e15 mal so groß wie die des Lichts und liegt in der Größenordnung von Erde und Sonne, wodurch eine Beugung möglich erscheint.

Das die Gravitationswellen überhaupt durch ein schwarzes Loch gehen, ob nun ungebremst oder nicht so locker, halte ich für wenig wahrscheinlich.

Das kommt drauf an, was man mit "durchgehen" meint. Eine GW ist eine Schwingung in der Raumzeit, und wenn ein SL mit der Raumzeit mitschwingt, wird die GW hinter dem SL genauso weiter schwingen, wie vor dem SL. Es wird aber sicher nicht so sein, dass die GW in den EH des SL eindringt und auf der anderen Seite des EH wieder herauskommt, da nichts aus dem EH herauskommen kann. Das haben wir in dem anderen Thread schon mal diskutiert. http://http://www.astronews.com/for...ellen-Wenn-Neutronensterne-verschmelzen/page3

Solltest Du allerdings Recht haben und die Gravitationswellen würden nur gebremst, oder abgelenkt, so könnte man daraus möglicherweise Ableitungen über den inneren Aufbau von schwarzen Löchern generieren. Das wäre sensationell.

Siehe oben, da wird wohl nichts draus. Gruß, Delta3
 

DELTA3

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@Protuberanz:

Ich wollte noch den Link einfügen zu dem Tread über die Gravitationswellen, aber leider kam immer die Meldung: Der Server ist überlastet

Es wäre schade, wenn der Forum-Server nicht mehr richtig funktionieren sollte. Wenn eine Modernisierung oder Ausbau des Servers nötig wäre, sollte Herr Seiters vielleicht mal zu einer Spendenaktion aufrufen...

Grüße, Delta3
 
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