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Wenn ein Mensch zu viel Gewicht zunimmt, besteht ein erhöhtes Herzinfarktrisiko; Wenn ein Weißer Zwergstern zu viel Gewicht zunimmt (also Masse hinzufügt), gibt es die Mutter aller tödlichen Herzinfarkte, eine Supernova-Explosion. Die größte Masse, die ein Weißer Zwerg haben kann, bevor er zur Supernova wird, wird Chandrasekhar-Grenze genannt, nach dem Astrophysiker Subrahmanyan Chandrasekhar, der sie in den 1930er Jahren ausgearbeitet hat. Sein Wert beträgt ca. 1,4 Sol oder das 1,4-fache der Masse unserer Sonne (der genaue Wert hängt etwas von der Zusammensetzung des Weißen Zwergs ab, wie schnell er sich dreht usw.).
Weiße Zwerge sind für die meisten Sterne das Ende des Weges; Sobald sie ihren gesamten verfügbaren Wasserstoff-„Brennstoff“ aufgebraucht haben, werfen massearme Sterne ihre äußersten Schalen ab, um planetarische Nebel zu bilden, und hinterlassen einen hochdichten Kern aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff (das ist eine Zusammenfassung, es ist tatsächlich etwas komplizierter). Der Stern kann aufgrund des Elektronenentartungsdrucks nicht weiter kollabieren, ein Quanteneffekt, der darauf zurückzuführen ist, dass Elektronen Fermionen sind (technisch können nur zwei Fermionen einen bestimmten Energiezustand einnehmen, einen Spin nach oben und einen nach unten).
Was passiert also im Kern eines massereichen Sterns, dessen Kern mehr als 1,4 Sol wiegt? Solange der Stern noch Kernbrennstoff „verbrennt“ – Helium, dann Kohlenstoff usw., dann Neon, dann … – wird der Kern nicht kollabieren, da er sehr heiß ist (Elektronenentartungsdruck wird ihn nicht halten, weil er zu massiv ist ). Aber sobald der Kern zu Eisen gelangt, ist kein Brennen mehr möglich, und der Kern wird spektakulär kollabieren und eine Kernkollaps-Supernova erzeugen.
Es gibt eine Möglichkeit, wie ein Weißer Zwerg eher mit einem Knall als mit einem Wimmern ausgehen kann; indem Sie ein wenig Hilfe von einem Freund bekommen. Wenn der Weiße Zwerg einen engen binären Begleiter hat und dieser Begleiter ein riesiger Stern ist, kann ein Teil des Wasserstoffs in seiner äußeren Hülle auf der Oberfläche des Weißen Zwergs landen (dies kann auf verschiedene Weise passieren). Der Weiße Zwerg fügt also Masse hinzu, und von Zeit zu Zeit explodiert die dünne Wasserstoffhülle, und wir sehen eine Nova. Eines Tages jedoch könnte die zusätzliche Masse die Grenze überschreiten, die Chandrasekhar-Grenze … die Temperatur in seinem Zentrum wird so hoch, dass sich der Kohlenstoff „entzündet“, die „Flamme“ sich im ganzen Stern ausbreitet und es zu einer besonderen Art von Supernova, eine Ia-Supernova.
Für weitere technische Details zum Chandrasekhar-Limit hat Richard Fitzpatrick von der University of Texas in Austin ein Online-Kurs für Thermodynamik und Statistische Mechanik , die eine Seite auf enthält die Chandrasekhar-Grenze .
Supernovae sind sehr wichtig für die Astronomie, daher werden Sie nicht überrascht sein zu erfahren, dass es viele Universe Today-Geschichten an der Chandrasekhar-Grenze gibt! Einige Beispiele: Theorien der Weißen Zwerge erhalten mehr Beweise , Weißer Zwerg als Supernova „nahe dran“ zu explodieren , und Kollidierende Weiße Zwerge verursachten eine mächtige Supernova .
Astronomy Cast Folge 90 ( Die wissenschaftliche Methode ) enthält einen Blick darauf, wie Chandrasekhar das Limit herausgearbeitet hat, das jetzt seinen Namen trägt, und Wohin gehen Sterne, wenn sie sterben? deckt auch dieses Thema ab.
Verweise:
Wikipedia
http://www.bluffton.edu/~bergerd/NSC_111/stars.html
