Eigenschaften massearmer Sternreste gegenüber der Erde


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Wie unterscheidet sich die Erde von einem (massearmen) Sternrest, der die Fusion gestoppt hat und dessen äußere Schichten weggeblasen wurden?

Könnte ein stellarer Überrest eine ähnliche relative Fülle an Elementen aufweisen wie die Erde?


dh Ist es möglich, dass ein Stern so viel Materie verliert, wenn er stirbt, dass der Rest nicht zu entarteten Formen von Materie wird?


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Meinen Sie mit "stellarem Überrest" einen weißen Zwerg, einen Neutronenstern oder ein schwarzes Loch? Vielleicht möchten Sie sie nachschlagen (z. B. auf Wikipedia), um zu sehen, wie sehr sie sich von einem Planeten unterscheiden, sei es in Bezug auf Zusammensetzung, Dichte oder die Art der Entartung des Kerns. Am besten konzentrieren Sie sich auf weiße Zwerge, da Neutronensterne und Schwarze Löcher nicht aus "Elementen" bestehen.
Chappo hat Monica

Dies kann eine gute Frage sein, wenn Sie nichts über Sternreste wissen. Deshalb stimme ich zu. Dennoch wäre die von Chappo vorgeschlagene frühere Forschung willkommen.
AtmosphericPrisonEscape

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"Ein stellarer Überrest mit geringerer Masse als alle anderen". Es gibt kein solches Tier. Kleine Sterne verwandeln sich schließlich in weiße Zwerge. Zumindest glauben wir, dass das Universum noch nicht alt genug ist, um zu sehen, was mit roten Zwergen passiert, wenn sie aufhören zu fusionieren. Diese Dinge brennen wahrscheinlich eine Billion Jahre oder länger. Und weiße Zwerge brauchen ungefähr 50 Milliarden Jahre, um sich abzukühlen.
PM 2Ring

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Ein neutronendegenerierter Rest, auch bekannt als Neutronenstern, bleibt nach der Explosion eines Sterns zurück und streut alle möglichen Leckereien in das interstellare Medium. Es gibt verschiedene Arten von Supernova. Der Wikipedia-Artikel ist eine gute umfassende Einführung in das Thema.
PM 2Ring

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Ich empfehle Ihnen, einen Blick auf Rob Jeffries 'ausgezeichnete Antwort auf astronomy.stackexchange.com/questions/16311/… zu
werfen

Antworten:


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Mit stellarem Überrest klingt es so, als ob Sie einen weißen Zwerg meinen. Diese haben jeweils eine Zusammensetzung, die von ihrer Geschichte bestimmt wird und wie weit sie in die nukleare Verbrennung gegangen sind. Oft haben sie viel Kohlenstoff und Sauerstoff, manchmal kommen sie bis zu Eisen. Aber die Erde hat sich aus Staub gebildet, der die Sonne umkreist, und da ihr Entstehungsmechanismus so unterschiedlich war, hat sie eine ganz andere Zusammensetzung.

Trotzdem sollte vielleicht angemerkt werden, dass ein Planet, dessen metallischer Kern sich zu einem Feststoff abgekühlt hat, sich nicht so sehr von einem weißen Zwerg unterscheidet. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Masse geringer ist, sodass die kinetische Energie der freien Elektronen geringer ist und viele von ihnen von den Kernen eingefangen werden. Es ist also wie ein weißer Zwerg mit viel weniger freien entarteten Elektronen. Das ist hauptsächlich das, was die elektrostatischen Anziehungskräfte tun - entartete freie Elektronen zu entfernen. Es hat also einen kleineren Radius für seine Schwerkraft, da weniger Elektronen den Entartungsdruck erzeugen. In der Sprache der kondensierten Materie wird diese Population als "Leitungsband" bezeichnet.


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Vielen Dank. Ich habe dann noch eine Frage: Die Erde hat einen großen Eisenkern. Wie wurde all der Eisenstaub erzeugt, aus dem er sich bildete? Wenn ein Stern stirbt, bleibt meines Wissens der Kern (wo Eisen das endgültige Fusionsprodukt ist) zurück, da in den späten Stadien eine Fusion in einer Hülle um ihn herum stattfindet. Oder ist das falsch?
7 ᆺ ᆼ

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Eisen kann auf verschiedene Weise aus einem Stern austreten, häufig unter Beteiligung einer Supernova. Dann sammelt sich das Eisen im Solarnebel als Spurenbestandteil. Es ist immer noch hauptsächlich Wasserstoffgas, aber das Wasserstoffgas haftet nicht im Staub zusammen, sodass Staub Elemente wie Eisen, Silizium und andere Bestandteile der Erde aufnimmt. Planeten in der Nähe der Sonne haben einen besonders hohen Eisengehalt, da Eisen einen hohen Schmelzpunkt hat, so dass es auch bei Hitze zusammenkleben kann.
Ken G

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Eisenweiße Zwerge? Was meinst du mit einem kleineren Radius für seine Schwerkraft? Die meisten weißen Zwerge mit Sternenmasse haben eine ähnliche Größe wie die Erde.
Rob Jeffries

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Ich habe über den Kern der Erde gesprochen, der kleiner als ein weißer Zwerg ist, und ich habe den Grund dafür angegeben. Ja, ich weiß, die meisten Leute haben das nicht bemerkt, man muss darüber nachdenken. Was Eisen in weißen Zwergen betrifft, wollte ich nicht implizieren, dass der gesamte weiße Zwerg Eisen ist, sondern nur sein Kern, und ich gehe davon aus, dass dies selten, aber nicht unmöglich ist: adsabs.harvard.edu/abs/2017ApJ...848 ... 11B heißt es: "Wir identifizieren ferner einige weiße Zwerge, die möglicherweise eher aus einem Eisenkern als aus einem Kohlenstoff / Sauerstoff-Kern bestehen, da sie mit den Evolutionsmodellen des Fe-Kerns übereinstimmen."
Ken G

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Stellare Überreste unterscheiden sich völlig von Planeten.

Die Erde war niemals ein Stern und eine Fusion hat zu keinem Zeitpunkt in ihrer Geschichte im Erdkern stattgefunden. Wenn ein kleiner bis mittelgroßer Stern stirbt und die äußeren Schichten verloren gehen, bleibt ein weißer Zwerg übrig. Es ist immer noch viel massiver als die Erde und sehr heiß. Es wird durch seine eigene Schwerkraft zerquetscht, wodurch die Materie "entartet" wird.

Auf der Erde werden Atome durch chemische Bindungen zusammengehalten. Viele interessante Muster können von den Atomen gebildet werden und Mineralien, Gesteine, Meere und Leben produzieren. Nichts davon kann in entarteter Materie passieren.

In entarteter Materie werden die Atome durch die Schwerkraft zusammengeschoben. Entartete Materie ist anders als normale Materie. Es ist viel viel dichter und chemische Bindungen sind keine signifikante Kraft zwischen Atomen.

Weiße Zwerge bestehen aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Helium (mit den leichteren Elementen auf der Oberfläche). Selbst nachdem ein weißer Zwerg abgekühlt ist, wäre er in seiner Zusammensetzung, seinen Eigenschaften und seiner Dichte immer noch entartet und ganz anders als die Erde.


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Vielen Dank. Also produzieren selbst die kleinsten Sterne viel massereichere Überreste als ein Planet? Oder ist tatsächlich die Masse, die verloren geht, wenn ein Stern stirbt, größer (in Prozent), wenn der Stern größer ist? Was ist die kleinstmögliche Masse für einen Rest?
7 ᆺ ᆼ

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Ja, die kleinste Masse, die fusionieren kann, ist ein Brauner Zwerg < en.wikipedia.org/wiki/Brown_dwarf > und die leichteste, die sie sein können, ist das 13-fache der Masse des Jupiter oder ungefähr das 4000-fache der Masse der Erde. Und Braune Zwerge sind kaum Sterne - sie können keinen Wasserstoff verschmelzen, sondern die winzigen Mengen an Deuterium, die vorhanden sind, bevor sie herausspritzen. Die kleinsten "echten" Sterne sind mehr als das 10.000-fache der Erdmasse.
Mark Olson

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+1, aber es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Oberfläche und die äußeren Schichten eines weißen Zwergs keine entartete Materie sind. Wenn der weiße Zwerg genug abkühlt, könnten sie einem riesigen Planeten ziemlich ähnlich werden.
Pere

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Darüber hinaus ist der Eisenkern der Erde der entarteten Materie sehr ähnlich. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die kinetische Energie der entarteten Elektronen (aufgrund der geringeren Masse) so gering ist, dass viele der Elektronen von den Eisenkernen eingefangen werden es wirkt so, als gäbe es weniger entartete Elektronen. Deshalb ist der Kern kleiner als ein weißer Zwerg, obwohl seine Schwerkraft schwächer ist. Es gibt also nicht so viele Unterschiede zwischen einem Planeten und einem weißen Zwerg, wie Sie vielleicht denken.
Ken G

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Es ist nicht die "Materie", die entartet ist, es sind die Elektronen. Abgesehen von der Dichte gibt es keinen großen Unterschied zwischen einem metallischen Feststoff und dem Inneren eines weißen Zwergs.
Rob Jeffries
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