Warum kommt es zur Supernova?
Bis die Elemente zu Eisen fusioniert haben, geschieht die letzte Fusion zu Eisen etwa besonders schnell, dass der Kern auf einmal sehr schnell dichter und kleiner wird, sodass die Hülle dann auf den Kern fällt und es dadurch zur Explosion kommt?
Erfolgt der Übergang zum Eisen besonders schnell? Denn für die Explosion muss der Kern sehr schnell kleiner werden. Wenn die Fusion und Dichteänderung allmählich passieren würden, würde die Hülle nicht mit so hoher Geschwindigkeit auf den Kern fallen
2 Antworten
Hallo,
spätestens mit der Fusionsstufe zu Eisen gibt es im Kern eines massiven Sternes keinen energetischen Energieüberschuss mehr, welcher gegen die Wirkung der Massenschwerkraft ankämpfen kann.
Zudem dauert die Fusionsstufe zu Eisen tatsächlich erheblich kürzer, als die erste Stufe von Wasserstoff zu Helium.
Alles was die leichteren Elemente der äußeren Hüllen eines Sternes durch Strahlungsdruck bisher von einem Absturz ins Zentrum abhielt, fällt mit der Kernfusion zu Eisen plötzlich weg.
Durch den rapiden Absturz zum Massezentrum erhöhen sich dann schlagartig Druck und Temperatur in den Schalen mit leichteren Elementen, womit es dort letztmalig auch noch mal zu massiv gesteigerten Fusionsprozessen kommt, was insgesamt Hülle für Hülle zu sich gegenseitig steigernden Energieüberschüssen führt.
Binnen kürzester Zeit stürzt das ganze äußere Gedöns dann auf den massiven, und fusionspassiven Kern, wird von ihm reflektiert, selbst massiv verdichtet und erhitzt, und letztlich durch massivierte Eigenfusions-Nachzündungen dann auch vom Kern sich gegenseitig wiederverstärkend wieder ausgetrieben.
Unsere Sonne ist zu massearm für solch eine massive Implosion. Sie wird vor dem Sprung zur Eisenfusion bereits im Strahlungsdruck so viel Masse ausgetrieben haben, dass ihre Fusionsprozesse von außen nach innen bereits vorzeitig zu enden beginnen.
LG
Die Fusionsvorgänge gehen schneller, je höher die Atommassen sind. Dementsprechend geht das Siliziumbrennen, bei dem Eisen entsteht, am schnellsten. Das hat aber nicht direkt was mit der Supernova zu tun.
Sondern entscheidend ist, dass es der letzte durchgehende Fusionsprozess ist. Ist die Siliziumfusion ausgebrannt, kommt die Kernfusion grundsätzlich zum Erliegen.
Nun wird ein Stern eigentlich immer nur durch diesen Fusionsprozess am Kollabieren gehindert. Die Gravitation will den Stern eigentlich kollabieren lassen, die Fusionsenergie treibt ihn wieder auseinander. Beides steht in einem Gleichgewicht zueinander. Und normalerweise, wenn ein Fusionsprozess ausbrennt, kollabiert der Stern nur so weit, bis der Druck die nächst höhere Fusion zündet. Dann expandiert er wieder.
Aber nach dem Siliziumbrennen kommt eben keine nächst höhere Fusion mehr und der Stern kollabiert weiter. Ein Vorgang, der sich übrigens beschleunigt (Fallbeschleunigung!). Irgendwann geht es aber nicht weiter. Die Atomorbitale werden so eng aneinander gequetscht, dass mehrere Elektronen gleicher Quantenzustände im selben Raum existieren müssten, und das geht eben nicht. Der Kollaps stoppt ganz aprupt, so als wenn du einen Ball gegen eine Wand knallst, die keinen Millimeter nachgibt. Irgendwo muss die Energie aber hin, und so wie der Ball von der Wand abprallt, kehrt sich auch der Kollaps des Sterns um und er fliegt auseinander.