Kommentare - - Seite 14

Gute Frage, klare Antwort:

Ja, diese Störeinflüsse gibt es selbstverständlich auch bei der kosmischen Hintergrundstrahlung. Das ist der Grund dafür, dass WMAP, Planck und auch die irdischen Instrumente zur Messung der Hinergrundstrahlung stets bei mehreren Frequenzen messen müssen. Auf diese Weise kann man die Absorption durch Gas- und Staubwolken, aber auch die zusätzliche Strahlung von Sternen, Galaxien und Staubwolken durch ihre charakteristischen Frequenzabhängigkeiten getrennt erkennen und vermessen. Und sie dann aus der gemessenen Gesamtstrahlung bei den für die Hintergrundstrahlung besonders wichtigen Frequenzen herausrechnen. Auf diese - im Grundsatz einfache, im Detail recht komplizierte - Weise erhält man die unverfälschte Hintergrundstrahlung.

Der Bildautor, Christian Dialer, hat einige Felder der Einstell-Maske nicht ausgefüllt. Das Datum hat die Redaktion inzwischen von Hand korrigiert.
U.B.

Nein, Herr Nürnberg hat nichts ganz simples beim Grübeln übersehen. Er hat sogar den entscheidenden Punkt selbst herausgearbeitet. Es ist die kurze Zeit! Dass Supernovae viele ganz schwere Elemente in kurzer Zeit kochen können liegt daran, dass sie vorher als Stern sehr viel Zeit hatten, die mittelschweren Elemente (C, N, O, Ne, Na usw.) aus H und He zu erbrüten. Die hatte das frühe Universum nicht. Die Bildung von Deuterium und Helium aus H und Neutronen lief im frühen Universum auch völlig anders ab als in Sternen, siehe die "Expertenantwort" in SuW 02/2012, und vergleiche mit der pp- oder CNO-Kette in Sternen (dafür siehe Wikipedia oder ein beliebiges Astronomie-Lehrbuch).

Diese Unterschiede sind allerdings in keinerlei Hinsicht simpel, sondern nur durch detaillierte physikalische Modellierung zu erschließen.

U.B.

Gute Frage. Ein solcher Ablauf wäre ganz klar denkbar - so lange man nicht quantitative physikalische Modellrechungen für die Entwicklung solcher Systeme an der Hand hat. Die gibt es seit ca. 30 Jahren, in immer zunehmender Qualität und Realistik. Und die sagen ganz klar, dass stets der Kleine in den Großen "hineingerieben" und dann von ihm geschluckt wird. Den von Herrn Schade ins Spiel gebrachten Mechanismus von Materialtransfer aus den sich aufblähenden äußeren Schichten des Großen gibt es selbstverständlich (sowohl auf den Kleinen als auch aus dem System heraus), aber die Rechnungen zeigen, dass bei solchen Systemen die Verschmelzung einfach viel, viel schneller vonstatten geht als der Massentransfer.

Bei anderen Arten von Doppelsternsystemen kann er dagegen sehr wichtig werden: Wenn z.B. einer der Partner schon ein Weißer Zwerg ist (und weit genug weg ist), wenn der andere sich aufbläht, dann kann der Weiße Zwerg tatsächlich große Materiemengen aufnehmen. Auf diese Weise entstehen die verschiedenen Klassen von kataklysmischen Veränderlichen, die Nova-Explosionen und eventuell auch die Supernovae vom Typ Ia.

Ulrich Bastian

Lieber Herr Janjic,

das ist wirklich eine sehr gute Frage. Es ist einerseits vollkommen richtig, dass jeglicher Druck an sich gravitativ wirkt. Positiver Druck erzeugt nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) eine gravitative Anziehung. Strahlung wirkt in diesem Sinne in der ART sogar doppelt anziehend: Durch ihre Energiedichte, und zusätzlich durch ihren Druck. Sie sehen vollkommen richtig, dass dies - wenn die ART wirklich die Natur allgemein beschreiben soll - nicht nur in den großen, weitgehend leeren Räumen der Kosmologie gelten kann, sondern auch innerhalb von Sterrnen oder hier auf der Erde gelten muss.

Also: Auch in Sternen wirkt die Strahlung gravitativ anziehend! Genau wie die Atome.

Und jetzt kommt die Lösung Ihres Rätsels: Beim Strahlungsdruck in Sternen geht es nicht um die gravitative Wirkung der Strahlung, sondern um die hydrodynamische. Die Photonen stoßen permanent mit Atomen zusammen und werden reflektiert oder absorbiert und re-emittiert. Dabei übertragen sie jedes Mal ihren Impuls auf die getroffenen Atome. In diesem Sinne wirken sie auf die Atome genau wie die Stöße der Atome untereinander: Sie erzeugen einen mechanischen Druck. Dieser ist es, der die Sterne am Kollabieren hindert. Bei den meisten Sternen ist der Druck durch die Stöße der Atome untereinander der bei weitem wichtigere Teil, aber der (meist winzige) mechanische Druck durch die Strahlung ist immer auch da. Nur bei sehr heißen Sternen, und nur in gewissen Zonen dieser Sterne, kann der Strahlungsdruck sogar der wichtigere Anteil werden.

Ulrich Bastian

Komplexe Informationen zu der Fehlerstatistik gibt es in den Originalveröffentlichtungen.

Im übrigen darf in der Wissenschaft selbstverständlich gezweifelt werden!

U.B.

Ja und nein. Spiralige Strukturen treten stets auf, wenn ein dynamisches System differentiell rotiert, d.h. wenn die Umlaufperiode außenliegender Teile eines turbulenten Systems größer ist als die innenliegender Teile. Das ist sowohl bei Wirbelstürmen als auch bei den Scheiben von Galaxien der Fall.

Von dieser Gemeinsamkeit abgesehen ist jegliche Ähnlichkeit gewissermaßen Zufall, denn die wirkenden Kräfte und Mechanismen sind grundverschieden: Hier gasdynamische Reibung, atmosphärischer Auftrieb und Corioliskräfte, dort reine Schwerkraft und reibungsfreie Sternbewegungen.

U.B.

Lieber Herr Funk,

vielen Dank für Ihre Zuschrift. Ich habe den Text noch um einen Satz ergänzt:

"Allerdings könnte die Nähe zu seinem sonnenähnlichen Nachbarstern sein
Schicksal viel früher besiegeln, wenn sich dieser am Ende seiner Existenz zu
einem Roten Riesen aufbläht und je nach Entwicklungspfad den Zwergstern
möglicherweise verschluckt."

Viele Grüße aus Heidelberg,

Dr. Tilmann Althaus