Physik aus dem Tagebuch eines Sterns

Physik
aus dem
Tagebuch
eines Sterns
Concettina Sfienti
Johannes Gutenberg-Universität - Institut für Kernphysik, Mainz
Wednesday, March 19, 2014

Der Mensch besteht auf...

...Es war eine dunkle stürmische Nacht

...nicht mal ein kleines BANG

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
Nach dem erstem 3 Minuten ...

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
106 oC

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
106 oC
103 oC

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
Wasserstoff (H)
93.6%
Helium (He)
6.3%

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
Wasserstoff (H)
93.6%
Helium (He)
6.3%
}99.9%

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
600 mJ
20 oC
“Einige” Jahren später...

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
600 mJ
20 oC
14000 mJ
-270 oC

Zeit
Temperatur
250 sek
109 oC
600 mJ
20 oC
14000 mJ
-270 oC
?
... “wir sind aus Sternenstaub”!?

≈10
Trilliarden
(1022)
Sternen

Was wissen Sie über die Sonne?

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Mittlere Entfernung:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Mittlere Entfernung:
149.600.000 Km ≈ 1.5 × 108 Km

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Äquatordurchmesser:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Äquatordurchmesser:
1.392.684 Km

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Masse:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Masse:
1,32 x 1030 Kg

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Fallbeschleunigung:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Fallbeschleunigung:
274 m/s2

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Fallbeschleunigung:
274 m/s2
NASA 20G

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Fallbeschleunigung:
274 m/s2
NASA 20G
MIELE 200G

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Oberflächetemperatur:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Oberflächetemperatur:
5.778 K

Wie
haben
wir
es
gemessen?

Wie
haben
wir
es
gemessen?
Wiensches Verschiebungsgesetz

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Hauptbestandteil:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Hauptbestandteil:
Wasserstoff (92.1%)

Wie
haben
wir
es
gemessen?
...QM nötigWednesday, March 19, 2014

Wie
haben
wir
es
gemessen?
Energie
Abstand vom Kern

Sonnenspektrum

Häuﬁgkeit
der
Elemente
in
der
Sonne

Häuﬁgkeit
der
Elemente
in
der
Sonne
BB-Nukleosynthese

Häuﬁgkeit
der
Elemente
in
der
Sonne
BB-Nukleosynthese
?????
...gebrauchtes Sternmaterial!

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Leuchtkraft:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Leuchtkraft:
3,846 x 1026 W

What powers a star?
A Gravitational energy B Chemical energy
C Radioactivity D Nuclear energy
Gravitation
Radioaktivität
Chemische Reaktionen
Kernfusion
Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Warum scheint die Sonne?

What powers a star?
A Gravitational energy B Chemical energy
C Radioactivity D Nuclear energy
Gravitation
Radioaktivität
Chemische Reaktionen
Kernfusion
Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
WARUM?
Warum scheint die Sonne?

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Luminosity
~ 10,000 years
Chemical energy content

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Luminosity
~ 10,000 years
Luminosity
Gravitational potential energy
~ 25 million years

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Luminosity
~ 10,000 years
Luminosity
Gravitational potential energy
~ 25 million years
Luminosity
~ 10 billion years
Nuclear potential energy (core)

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Alter:

Was
wissen
Sie
über
die
Sonne?
Alter:
4,57 x 109 J

Der
ewige
Kampf
gegen
die
Schwerkra@...

Innere Temperatur:
1,57 x 107 K
Der
ewige
Kampf
gegen
die
Schwerkra@...

Kernfusion
in
der
Sonne

Kernfusion
in
der
Sonne
+

Die
PP-‐KeDe

Huston
wir
haben
ein
Problem!

Rote
Riesen

Rote
Riesen
..der Kampf geht weiter...

Heliumbrennen
...das
was
das
BB
nicht
geschaﬀen
hat
....

Die
Geschichte
von
Mr.
Hoyle

Huston
wir
haben
noch
ein
Problem

Das
“Triple-‐Alpha”
Prozess

Das
Ende
unserer
Sonne

Der
Geburt...

Hertzsprung-‐Russell-‐Diagramm

Der
Tod
von
Giganten
....

Leuchtkraft ≈1044 W

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... wir sind Sternenstaub !

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Warum 1 Kg Gold so viel mehr
als 1 Kg Eisen kostet!!
... wir sind Sternenstaub !

...und
was
bleibt
übrig?

...und
was
bleibt
übrig?
Das
Schwanengesang

Neutronsternen

Neutronsternen
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Neutronsternen

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Neutronsternen

Wie
es
alles
began
....

Die
traurige
Geschichte
von
Jocelyn
Bell

Warum
spinnen
Neutronsternen?
Drehimpulserhaltung
L = Iω = konst.

Warum
spinnen
Neutronsternen?
Veränderliches Trägheitsmoment
Drehimpulserhaltung
L = Iω = konst.

Warum
spinnen
Neutronsternen?

Was
wissen
wir
über
Neutronsternen?

Wie
messen
wir
“Neutronsternen”?
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Wie
messen
wir

!"
Wie
messen
wir

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