Weisskristalle

Pause machen und sortieren: Weie Zwerge bilden zu einem bestimmten Zeitpunkt ihrer Entwicklung eine Kristallstruktur aus, die sich auf ihre absolute Leuchtkraft und damit ihr Erscheinungsbild auswirkt (University of Warwick/M. Garlick).

Daten der ESO-Raumsonde Gaia zeigen, dass Weie Zwerge durch Kristallisationsprozesse in ihrem Inneren ‘jnger’ erscheinen knnen als sie sind – ein ‘Anti-Aging-Trick’, den auch die Sonne in Jahrmilliarden anwenden wird.

Zucker, Eis, Diamanten und Weie Zwerge haben auf den ersten Blick nicht allzu viel gemein: Zucker und Eis sind schneller weg, als einem lieb ist – Weie Zwerge leben ewig. Diamanten sind selten – Weie Zwerge gibt’s im All wie Sand am Meer. Und doch haben sie eine Gemeinsamkeit: eine kristalline Struktur.

Die ESO-Raumsonde Gaia (Start 2013), Nachfolgemission der Hipparcos Mission, fhrt eine optische Durchmusterung des Himmels
durch, wobei rund ein Prozent der Sterne der Milchstrae mit hchster Przision erfasst werden sollen.
Gaia kartographiert dabei Sterne zwischen Magnitude 3 bis 20 (die hellsten Sterne erfasst Gaia nicht) und analysiert von den hellsten
Objekten zustzlich deren Spektrum, aus dem sich anschlieend die tatschliche Leuchtkraft und Spektralklasse, Temperatur und Radialgeschwindigkeit
bestimmen lsst. In dem Datensatz, der die Leuchtkraft und Farbe von 15.000 Weien Zwergen auflistete, fanden Astronomen nun, dass Weie Zwerge
in einem bestimmten Entwicklungsstadium beim steten Abkhlen ein Puschen einzulegen scheinen.

Weie Zwerge sind das Endstadium von Sternen mit verhltnismig kleiner Masse – wie etwa unserer Sonne. Wenn der stellare Wasserstoffvorrat verbraucht
ist und keine Brennprozesse mehr stattfinden knnen, kollabiert der Stern nach einer turbulenten Roter-Riese-Hllenabsto-Phase zu einem
Weien Zwerg. Sehr klein (Grenordnung ein bis zwei Erdradien!) und zu Beginn noch sehr hei (Oberflchentemperatur um 25.000 Kelvin)
khlt der Zwerg nur noch stetig weiter aus. Neue Daten der Raumsonde Gaia haben nun gezeigt, was der Astrophysiker Hugh von Horn bereits
vor gut 50 Jahren theoretisch vorhersagte und was auch auf der Erde gar nicht mal so unbekannt ist: Wenn sich Wasser abkhlt, bildet sich Schritt fr Schritt Eis – der weitgehend ungeordnete flssige Zustand geht in einen geordneten
kristallinen Zustand, das Eis, ber. Solange noch flssiges Wasser schwappt, behlt die Eis-Wasser-Mischung eine Temperatur von null Grad; erst wenn
das gesamte Wasser gefroren ist, kann die Temperatur weiter sinken. In der Entwicklung eines Weien Zwergs scheint es nun einen hnlichen
‘Wartepunkt’ zu geben, wenn Temperatur und Druck in dem Stern es erlauben, dass sich eine Kristallstruktur entwickelt. Der Zwergstern khlt
dann nicht weiter ab, sondern ‘sortiert’ sich in eine Kristallstuktur – und erst danach sinkt die Temperatur weiter ab. Die Erkenntnisse sind fr die
Alterbestimmung von Sternen und damit auch fr die theoretische Modellierung von Entwicklungsszenarien von groem Interesse.
04.02.2019

  

04.02.2019 00:05 Uhr, Ilka Petermann



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Von Veritatis

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