Was ist ein Neutronenstern? Kurz und infomativ, bitte?

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Ein Neutronenstern ist ein astronomisches Objekt, dessen wesentlicher und namensgebender Bestandteil Neutronen sind. Ein Neutronenstern steht am Ende seiner Sternentwicklung und stellt damit das Endstadium eines massereichen Sterns dar.

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Was ist ein Neutronenstern?

Kurzbeschreibung

Rund anderthalb bis zweieinhalb Sonnenmassen (ca. 3×10³⁰-5×10³⁰kg), komprimiert auf die Größe einer Stadt (etwa 10km), der im Inneren nur aus Neutronen besteht, daher der Name.

Einst war er ein Stern, der Sonne ähnlich, doch schwerer, daher viel heißer, heller als diese.

Hier ein paar Zusatzinformationen:

Vorgeschichte

Hauptreihenstern Stabilisiert wurde der Stern durch Kernfusion, die zunächst wie die Sonne  aus Wasserstoff Helium erbrütete.

Roter Riese Als der Wasserstoff im Kern zur Neige ging, zog sich der Kern zusammen und wurde heißer, die Hülle blies sich auf und kühlte dabei ab und der Stern produzierte immer schwerere Elemente bei immer höheren Temperaturen, bis er schließlich beim Eisen ankam.

Supernova Aus der Fusion von Eisenkernen lässt sich keine Energie mehr gewinnen. Der Kern ist im letzten Moment nur so groß wie die Erde, doch bei mehr als etwa 1,4 Sonnenmassen (CHANDRASEKHAR'sche Grenzmasse) ist er nicht stabil und bricht auf die Größe einer Stadt zusammen.

Die Temperaturen, die er dabei erzeugt, führen zur Bildung von noch Elementen jenseits des Eisens und einer gewaltigen Explosion, bei der der Stern kurzzeitig so hell wird wie eine ganze Galaxis, die 100 Milliarden Sterne enthält. Zurück bleibt dabei eine riesige Gaswolke (ein sog. Nebel) und der Neutronenstern, wie der sog. Krebsnebel, dessen Entstehung auf eine im Jahr 1054 beobachtete Supernova zurückgeht. Der kühlt über Jahrmilliaren langsam ab.

Wäre der Kern des Sterns noch schwerer gewesen, wäre er zu einem Schwarzen Loch weiter kollabiert.

Dichte

Die Dichte entspricht etwa der des Atomkerns, dessen ungefährer Radius etwa hunderttausendmal kleiner ist als der des Atoms, der aber fast dessen gesamte Masse enthält.

Gravitation

Die Gravitation ist so erheblich, dass das Licht von einem Neutronenstern deutlich rotverschoben wird. Jedes Photon verliert beim „Aufstieg“ aus dem Gravtationsfeld an Frequenz. Frequenz ist ein Maß der Zeit, man kann also sagen, dass sozusagen die Zeit an der Oberfläche des Neutronensterns deutlich langsamer vergeht als in großer Entfernung. Das ist ein Effekt, den die Allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt.

Sie können sich extrem schnell um die eigene Achse drehen, ohne auseinanderzufliegen. Einer der bekanntesten Neutronensterne ist der im Krebsnebel.

Pulsare und Magnetare

Einige Neutronensterne senden sehr gebündete Strahlen aus, die auf einen irdischen Beobachter den Eindruck erwecken, der Stern pulsiere. Dabei dreht er sich nur schnell.

Einige Neutronensterne haben Magnetfelder, die so stark und so ausgedehnt sind, dass sie auf viele Lichtjahre Entfernung jedes Leben unmöglich machen würden.

Kleine Schlussbemerkung

Du hattest als Tag „Astrologie“ hinzugefügt. Astrologie ist aber Sterndeutung im Sinne der Auffassung, aus dem „Lauf“ der Sterne, die tatsächlich  aber den Lauf der Planeten einschließlich der Erde um die Sonne widerspiegelt, könne man auf das Schicksal von Menschen schließen.
Supernovae sind in diesem Weltbild nicht vorgesehen, Neutronensterne kommen darin nicht vor.

Deine Frage bezieht sich aber auf die Beschreibung von Himmelskörpern wie eben von Sternen, in diesem Falle Neutronensternen. Dies ist Astronomie bzw. Astronphysik.

Die gesamte Masse eines relativ großen Sterns presst sich durch seine eigene Gravitation sehr eng zusammen. So würde ein Stern von der Größe und Masse der Erde so groß wie Manhattan werden, die Masse und das Gewicht würden aber gleich bleiben. 

Ein Neutronenstern entsteht wenn ein sehr massereicher Stern (ca. 8 - 25 Sonnenmassen) kollabiert. Hierbei entsteht i.d.R. zunächst ein Vorläuferstern, der weniger Masse besitzt (ca. 1,3 - 4 Sonnenmassen) und schließlich in einer Supernova zum Neutronenstern kollabiert (Hat der Stern mehr Masse entsteht in diesem Prozess ein schwarzes Loch. Hat er weniger entsteht ein weißer Zwerg).

Bei der Entstehung verdichtet sich seine Masse sehr stark und der Stern wird auf eine sehr geringe Größe (10 - 20 km) komprimiert. Die Atomstruktur seiner Masse wird dabei "zusammen gedrückt" und entartet teilweise.

Die äußere Kruste besteht größtenteils aus Ionen (die schweren Eisenatomkerne des "gestorbenen" Sterns) und Elektronen die ein Kristallgitter bilden. Darauf folgt eine Schicht in welcher der Druck so hoch wird das freie Neutronen vorliegen. Mit steigender Tiefe sinkt der Eisenatom Anteil auf 0% und der Anteil der freien Neutronen nimmt entsprechend mit dem Druck zu. Der äußere Kernanteil besteht größtenteils aus einer superfluiden Neutronen Protonen Mischung. Wie genau der innere Kern aufgebaut ist, konnte bisher nicht wissenschaftlich erforscht werden. Die Energie aktueller Teilchenbeschleuniger ist für eine experimentelle Forschung bei diesen Drücken zu gering. Die Dichte in diesem Bereich ist unvorstellbar Groß. Es entsteht hierbei eventuell eine Art Quark Gluon Plasma.

Ist die Achse des Magnetfeldes eines solchen (rotierenden) Neutronensterns gegen die Rotationsachse geneigt, spricht man ebenfalls von einem Pulsar, da ein solcher Neutronenstern, ähnlich wie ein Leuchturm, sehr stark Radiowellen in zwei Richtungen abgibt.