STERN ENTSTEHUNG
GLIEDERUNG Gaswolken Erster Kollaps Protostern Vorhauptreihenstern Sternentstehung in Clustern Population
ABLAUF Prästellarer Kern Protostern Vorhauptreihenstern Verdichtung der Masse um den Faktor 10 18-20
1. GASWOLKEN
10 4-10 7 M Masse 100- LJ Größe 10-20 g/cm 3 Dichte
MOLEKÜLWOLKEN dichte, kühle Materiewolke 70% molekularer Wasserstoff 1% interstellarer Staub
STRUKTUR Gravitation + Turbulenz Massereiche Sterne Filamentäre Strukutur
Einteilung Clouds Clumps Cores Masse [Mo] 10 3-4 50-500 0,5-5 Ausdehnung [pc] 2-15 0,3-3 0,03-0,2 Dichte [cm^-3] 50-500 1000-10000 10 4-5 Temperatur [k] 10 10-20 8-10
BEOBACHTUNG Molekularer Wasserstoff hat kein Dipolmoment Keine Emissionslinien 1. Kohlenmonoxid 2. Wellenlängenabhängigkeit der Extinktion 3. Ferninfrarotbeobachtungen nur außerhalb der Atmosphäre
JEANS KRITERIUM M Jeans = α 1 ρ kt Gμ 3
2. ERSTER KOLLAPS
ERSTER KOLLAPS Ausgelöst durch Molekülwolkenkerne Gravitation thermische Energie Abkühlung Überschreitung einer kritischen Masse führt zu Kollaps ( Inside-Out Collapse ) Gravitationsenergie thermische Energie Abstrahlung im mm-wellenlängenbereich isoterm
ERSTER KOLLAPS Dichte steigt langsam an Hülle wird für Strahlung undurchlässig Hydrostatisches Gleichgewicht Kollaps stoppt Dauert 10.000 Jahre First Hydrostatic Core Besteht aus Wasserstoff Radius von 10-20AE Äußere Hüllen fallen weiter Aufheizung
BEOBACHTUNG Gleichen Methoden, wie Molekülwolken Zentrum des Kerns durch Hülle vor interstellarer Strahlung geschützt andere chemische Reaktionen höhere Anregungen durch höhere Dichte
3. PROTOSTERN
ZWEITER KOLLAPS Aufheizung so lange, bis Temperatur ausreicht um Wasserstoffmoleküle in Atome zu spalten. Energie fehlt bei Stabilisierung zweiter Kollaps bis hydrostatisches Gleichgewicht ~1.5 Sonnenradien Protostern
ZWEITER KOLLAPS Noch erst 1% der Gesamtmasse in Zentralgestirn Hauptakkretionsphase Protostern nimmt durch einfallendes Hüllenmaterial an Masse zu einfach betrachtet radialsymetrisch Molekülwolkenkerne besitzen jedoch Drehimpuls
SCHEIBE UND JETS Kollaps erfordert umverteilung des Drehimpulses führt zu Vielfachsternsystemen zirkumstellare Scheibe Austausch von Drehimpuls möglich Partikel wandern zum Zentralgestirn Ausweitung der Scheibe auf 100AE Senkrecht dazu bipolare stark kolimierte Jets Rotation, Magnetfeldern, Akkretion erzeugt Hohlraum in protostellarer Scheibe Protostern akkretiert weiter Materie aus Scheibe
EVOLUTIONÄRE KLASSIFIKATION Spektrale Energieverteilung α = d log(λf λ) d log λ λ = Wellenlänge F λ = Flussdichte
KLASSIFIKATION Spektralklasse Spektralindex Klasse 0 - Klasse 1 α > 0.3 Flaches Spektrum 0.3 > α > -0.3 Klasse 2-0.3 > α > -1.6 Klasse 3 α < -1.6
BEOBACHTUNG Bei optischen-, Nahinfrarotwellenlängen kein Unterschied zu prästellaren Kernen Unterschied bei Wellenlängen dazwischen Staub wird durchsichtig Infrarot nicht durch Atmosphäre beobachtbar SED: kalter Schwarzkörper
BEOBACHTUNG bipolare Materieausflüsse über CO Übergänge Geschwindigkeit der Ausflüsse Dichte Temperatur Rotationssignatur der Scheibe interferometrische Aufnahmen wegen geringer Ausdehnung
4. VOR HAUPTREIHEN STERN
VORHAUPTREIHENSTERN Leuchtkraft: Protostern: Akkretion von Material Vorhauptreihenstern: Eigenkontraktion des Zentralgestirns T-Tauri-Sterne - m < 2 Sonnenmassen - T < 1 Million Jahre Herbig-Ae/Be-Sterne - 2 < m < 10 Sonnenmassen - T < 10 Millionen Jahre
BEOBACHTUNG selbe Methode wie Protosterne protoplanetare Scheibe durch Streulicht Rückschlüsse auf Material Schwarzkörperstrahlung des Zentralgestirns Überschuss an Strahlung im mittleren/fernen Infrarotbereich
5. STERN- ENTSTEHUNG IN CLUSTERN
CLUSTER masse arme Sterne können in Isolation entstehen Massereiche Sterne nur in Clustern Abweichungen bei Sternentstehung Konkurrenz Jets, Ausflüsse Gezeitenkräft
CLUSTER Massearm: M = 1 Sonnenmasse t = 10 Millionen Jahre zeitlich abgegrenzt Massereich: M = 8 Sonnenmassen t << 10 Millionen Jahre T > 10.000K kurze Lebensdauer Prozesse teilweise parallel Hauptsächlich im Infrarotbereich
6. POPULATION
POPULATION heutige Bedingungen! Metalle kühlen Kollaps wie früher? keine Metalle vorhanden Entstehung in Haufen
POPULATION Population III -massereicher -metallarm Population II -Spuren von Metall Population I -heutige Sterne Population II Sterne im Halo der Milchstraße Scheibe aus Population I Sternen
GALAXIEN Wie aktiv: Gas Sterne aktive Galaxien bläulich bleibt konstant pro Raumvolumen tote Galaxien rötlich nimmt Stetig zu
MILCHSTRAßE Eine Sonnenmasse neuer Sterne pro Jahr ~400 mrd Sonnenmassen 80% H 2 in Molekülwolken > 1 2 der Masse in Molekülwolken
Aktuelle Forschung VeLLOs (Very Low Luminosity Objects) Planeten in protoplanetaren Scheiben 2014: ältester Polulation II Stern 13.6 mrd Jahre Prästellarer Kern protostellarer Kern
QUELLEN Informationsquellen: https://de.wikipedia.org/wiki/sternentstehung https://www.mpifr-bonn.mpg.de/311266/benedict_hoeger.pdf https://de.wikipedia.org/wiki/jeans-kriterium https://de.wikipedia.org/wiki/t-tauri-stern https://de.wikipedia.org/wiki/molek%c3%bclwolke http://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/sternentstehung/459 https://www.youtube.com/watch?v=gqe_nupokwo https://www.youtube.com/watch?v=gqy0h23enrq https://de.wikipedia.org/wiki/population_(astronomie) Auf dem Weg zur Erklärung der Welt, Meilensteine der Physik und Astrophysik, J. Peter Hosemann Bildquellen: https://de.wikipedia.org/wiki/sternentstehung#/media/file:orion_nebula_-_hubble_2006_mosaic.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/sternentstehung#/media/file:bok_globules_in_ic2944.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/sternentstehung#/media/file:witness_the_birth_of_a_star.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/sternentstehung#/media/file:artist%e2%80%99s_impression_of_a_baby_star_still_surround ed_by_a_protoplanetary_disc.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/sternentstehung#/media/file:barnard_68.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/sternentstehung#/media/file:landscape_carina_nebula.jpg http://newspics.sterngucker.de/newspics/dem-geheimnis-der-sternentstehung-auf-der-spur-423030.mx.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/black_holes_-_monsters_in_space.jpg/840px-black_holes_- _Monsters_in_Space.jpg
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