Kommentare - Sterne und Weltraum - Seite 78

Sehr geehrter Herr Rühlmann,


vielen Dank für Ihren Leserbrief, ich freue mich über Ihr Interesse an ASTRONOMIE HEUTE.


Zu Ihren Fragen:


1. Die Sonne rotiert an den Polen in der Tat langsamer als am Äquator. Diese so genannte differentielle Rotation geht darauf zurück, dass die Sonne kein Festkörper, sondern ein Plasmaball ist, dessen Teilchen starke thermische Bewegungen vollführen. Manche Teilchen sind (wegen des Zufallscharakters der thermischen Bewegung) in Umlaufrichtung überdurchschnittlich schnell. Diese Teilchen werden aufgrund der Fliehkraft in niedrigere Breiten abgedrängt. Dadurch kommt es zu einer Konzentration von schnellen Teilchen in niedrigen Breiten.


2. Die Größe eines Schwarzen Lochs ist ganz einfach anzugeben: Sie ist gleich Null. Das Schwarze Loch ist nämlich ein Punkt (eine Singularität) ohne räumliche Ausdehnung, und zwar unabhängig von seiner Masse. Allerdings ist das Loch nicht direkt zugänglich, sondern wird vom Ereignishorizont verhüllt. Und dessen Radius ist größer als Null und von der Masse des Lochs abhängig: Je mehr Masse, desto größer der Radius . Bei einem Schwarzen Loch mit der Masse der Sonne beträgt dieser Radius etwa 3 Kilometer, bei einem Loch von Erdmasse etwa 9 Millimeter.


3. Die TV-Termine, die wir geliefert bekommen, sind leider nur maximal sieben Wochen im Voraus. Daran lässt sich bedauerlicherweise nichts ändern. Von dem Zeitpunkt an, wo wir sie ins Heft nehmen (kurz vor Redaktionsschluss) verstreichen noch einmal zirka drei Wochen, bis das Heft erscheint, denn schließlich müssen die Hefte ja irgendwann gedruckt werden. Daraus resultiert, dass die Hefte gegen Monatsmitte erscheinen, die TV-Termine allerdings nur bis zum Anfang des Folgemonats reichen. Wir sind uns des Problems bewusst und werden unsere Vorgehensweise demnächst umstellen.


4. Wenn Ihnen unser Bereich "Szene" zu umfangreich ist, freut es Sie vielleicht zu hören, dass demnächst einige Änderungen in der Heftstruktur geplant sind, die Ihnen diesbezüglich entgegenkommen werden.


5. Ihre Kritik an der "Mond-CD" lässt mich ein wenig im Ungewissen. Was genau passt Ihnen an dieser CD nicht?


FS

Sehr geehrter Herr Herrgen,



ein Kollege hat mit den Forschern in Genf telefoniert. Diese zeigten sich über Zeitpunkt und Wortlaut der Pressemeldung etwas unglücklich, da es sich hierbei um vorläufige und nicht "ordnungsgemäß" veröffentlichte Forschungsergebnisse handele.



Sicherlich ist es interessant, GJ 436b weiter zu untersuchen um herauszufinden, ob die Dichteabschätzungen korrekt sind und die Möglichkeit besteht, dass Wasser hier tatsächlich in exotischer Form vorliegt.



Wir werden dann sicherlich darüber berichten.



Mit freundlichen Grüßen Dre.

Sehr geehrter Herr Busold,



es ist nicht plausibel, dass Schwarze Löcher zerbrechen. Was auch immer hinter dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs verschwindet, passiert eine Einbahnstraße: Es gibt von dort kein Zurück mehr. Der Grund: Die Raumkrümmung dort ist so groß, dass es für kein Teilchen (Lichtteilchen eingeschlossen) eine mögliche Bahnkurve gibt, die wieder hinausführt. Alle Vorwärts-Lichtkegel sind in das Innere des Ereignishorizonts gerichtet, alle Lichtkurven sind tachyonisch und weisen auf das Schwarze Loch. Was auch immer man mit dem Schwarzen Loch anstellt – keine Modifikation kann die Materie innerhalb des Ereignishorizonts dazu bewegen, diesen zu verlassen. Alle Modifikationen, die man von außen vornimmt, spielen sich außerhalb des Ereignishorizonts ab und sind damit vom Innern entkoppelt. Ich wüsste auch nicht, was an einem Schwarzen Loch zerbrechen soll: Ein Schwarzes Loch ist ein Punkt mit der räumlichen Ausdehnung Null - und einen solchen kann man nicht teilen oder zerbrechen.



Sie erwähnen die Packung "Neutron an Neutron" im Hinblick auf Schwarze Löcher. Eine solche Packung liegt aber nicht in Schwarzen Löchern vor (dort können Neutronen mit Sicherheit nicht existieren), sondern in Atomkernen bzw. in Neutronensternen.



Viele Grüße,

FS

Die Elemente Uran und Thorium in dem untersuchten Stern HE 1523-0901 entstanden nicht in ihm selbst. Stattdessen wurde bereits die Gasmasse, aus der er sich einst formte, von nur wenigen Vorgängersternen, die in einer gewaltigen Explosion (Supernovae Typ II) ihr Leben beendeten, angereichert. Damit trägt er die Spuren des so genannten r-Prozesses (r für rapid) in sich, der den schnellen Neutroneneinfang von leichten Kernen beschreibt. Dabei werden instabile neutronenreiche Atomkerne aufgebaut, die unter anderen zu den instabilen langlebigen Isotopen von Thorium und Uran zerfallen.



Erbrütet ist also nicht ganz der richtige Ausdruck für den Prozess, da man Neutronendichten von 10^23 pro cm^3 für die Kernanreicherung erreichen muss und das geht nur für sehr kurze Zeiträume und unter recht explosiven Bedingungen – der Sternengreis hatte also keine Gelegenheit die schwersten Elemente selbst zu erzeugen. Wo und wie der r-Prozess genau stattfindet, weiß noch niemand, aber neben anderen Kandidaten vermutet man eben diese Typ II-Supernovae als Heimstätte.



HE 1523-0901 gehört zu den so genannten r-II-Sternen, die unter den metallarmen Sternen sehr selten sind und auch die sind nicht häufig im Weltall zu finden. r-II-Sterne sind extrem metallarm und enthalten relativ zu den leichten Elementen große Mengen an Elementen aus dem r-Prozess – verglichen beispielsweise mit der Sonne. Die schweren Elemente sind hier so stark vertreten, dass sie als messbare Absorptionslinien in den Sternspektren der r-Sterne erscheinen und aus ihnen das Alter des Sterns bestimmbar wird.



Denn im Gegensatz zu stabilen Elementen, nimmt die Häufigkeit instabiler radioaktiver Isotope mit der Zeit ab. Theoretische Modelle liefern Angaben zu dem ursprünglichen Mengenverhältnis der durch r-Prozesse entstandenen Elemente, zu denen auch stabile Isotope von Europium, Osmium und Iridium gehören. Aus den in HE 1523-0901 gemessenen Häufigkeitsverhältnissen dieser Elemente lässt sich so die Zeit bestimmen, in der sie erzeugt wurden.



Danach sind die ersten Sterne rund 500 Millionen Jahre nach dem Urknall in einem sehr frühen Stadium der Milchstraßenentstehung explodiert und verstreuten die schweren Elementen in ihrer Umgebung. Wenig später muss dann der Stern HE 1523-0901 aus dem angereicherten Gas entstanden sein, worauf auch seine geringe Metallizität (also der geringe Gehalt an Elementen schwerer als Wasserstoff und Helium) hindeutet. Wäre er wesentlich später geboren, würden er schon mehr Eisen und so genannte Alpha-Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff enthalten – wie etwa die Sonne. Der Eisengehalt typischer r-II-Sterne beträgt zum Beispiel nur etwa 1/1000 der Sonnenhäufigkeit. Generationen von Sternen reicherten ihr Baumaterial mit schweren Elementen an.



Wie viele Sterngenerationen einem r-II-Stern wie HE 1523-0901 nun genau vorausgegangen sind, ist schwer zu sagen, da man nur die Summe der angereicherten Elemente von den Vorgängersternen beobachten kann. Wegen der geringen Metallizität, gehen die Wissenschaftler jedoch von nur sehr wenigen aus.



mp

Sehr geehrter Herr Sautter,



es gibt keine Veranlassung dafür, eine Grenzdichte innerhalb eines Schwarzen Lochs (SL) anzunehmen, ab der es instabil wird. Gäbe es eine Grenzdichte, dann wäre sie von vornherein überschritten, denn die Dichte im Innern eines SL ist unendlich hoch, zumindest nach allem, was wir heute darüber wissen. Das SL selbst ist ein Punkt – Physiker sagen: eine Singularität –, und die räumliche Ausdehnung eines Punkts ist gleich Null. Deshalb: Egal welche Masse ich in dem Punkt konzentriere, die Dichte wird immer unendlich hoch. Jegliche Materie außerhalb dieses Punkts (und innerhalb des Ereignishorizonts) muss unweigerlich in den Punkt fallen, weil es für sie keine andere Möglichkeit gibt: Alle Lichtkurven innerhalb des Ereignishorizonts sind tachyonisch und weisen auf die Singularität.



Derzeit kennen wir nur eine Möglichkeit, wie SL Masse verlieren können: Über die Hawking-Strahlung nämlich. Sie entsteht am Ereignishorizont des Lochs, wenn dort aufgrund von Vakuumfluktuationen ein virtuelles Teilchenpaar entsteht, dessen einer Partner in das Loch fällt, während der andere entkommt. Der Masseverlust über die Hawking-Strahlung vollzieht sich aber extrem langsam, und zwar umso langsamer, je massereicher das Loch ist. Zeiträume von vielen Milliarden, Trilliarden oder gar Quadrilliarden Jahren sind hier nichts besonderes.



Viele Grüße,

FS

Sehr geehrter Herr Aßmann,



beim Gravitationlinsen-Effekt wird nicht die Gravitationslinse mehrfach abgebildet (also in diesem Fall die Dunkle Materie), sondern das dahinter liegende Objekt. Die Gravitationslinse selbst macht nichts weiter als die Lichtstrahlen des Objekts zum Beobachter hin zu biegen, so dass bei diesem mehr Lichtstrahlen vom Objekt eintreffen als es ohne Linse der Fall wäre. Dadurch erscheint ihm das Objekt erstens heller und zweitens mitunter in mehrfacher Ausführung.



Die Gravitationlinse selbst kann der Beobachter nicht sehen. Er kann nur indirekt auf ihre Existenz schließen, indem er ermittelt, wie das Licht dahinter liegender leuchtender Objekte (in diesem Fall Galaxien) auf dem Weg zu uns verzerrt wurde. Genau dies haben die Forscher, von denen in der Nachricht "Ein Ring aus Dunkler Materie" die Rede ist, getan.



Viele Grüße und ein schönes Wochenende,

FS

Sehr geehrter Herr Sautter,



vielen Dank für Ihre Anregung. Das NexStar 130 SLT hatten wir tatsächlich noch in keinem Test. Wir werden es in unsere Planung aufnehmen.


Mit freundlichen Grüßen,

Stephan Fichtner

Sehr geehrter Herr Dorfner,



dieses Vorgehen ist normalerweise nicht vorgesehen, da jeder, der sich auf der Seite Newsletter einträgt, zunächst eine Bestätigungsmail erhält, die er zurück schicken muss.



Da wir aber gerade die schriftlichen Anmeldungen von den Besuchern der ATT als Gesamtliste ohne gesonderte Rückfrage importieren, können wir heute gerne eine Ausnahme machen.



Spannende Unterhaltung, --Dre.



PS: Die erste Ausgabe erschien bereits vergangenen Freitag. Über den obigen Link haben Sie jederzeit Zugriff auf bereits verschickte Newsletter! Die Funktionen und Inhalte des Newsletters werden übrigens zukünftig noch erweitert!

Lieber Herr Pahler,



da können Sie getrost mit Ihrer Lehrerin eine Wette abschließen, unser Kollege Joachim Schüring hat bei o.g. Meldung nicht geflunkert. Als weitere Belege kann ich zum Einen auf den Artikel „Heavy Metal“ von Prof. Kippenhahn verweisen, oder – falls Sie das Heft Mai/Juni 2003 nicht zur Hand haben –, zum Anderen auf den entsprechenden Eintrag in der Wikipedia, in der die astronomische Definition ausdrücklich erwähnt wird. In jedem Astronomie-Lexikon müsste eine gleich lautende Definition ebenfalls zu finden sein.

Der Grund für diese besondere Bezeichnung ist, dass die meiste „normale“, also nicht-dunkle Materie zu 98 Prozent aus Wasserstoff und Helium besteht. Nur zwei Prozent entfallen auf den ganzen Rest, diese Elemente werden dann pauschal Metalle genannt.



Viel Spaß mit dem Wettgewinn, Dre.