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Weiße Zwerge und Planetarische Nebel

Weiße Zwerge und Planetarische Nebel

Subrahmanyan Chandrasekhar, ein indischer Physiker, entdeckte im Alter von gerade 19 Jahren, dass es für Weiße Zwerge eine Massenobergrenze gibt und legte diese, auf Grundlagen derRelativitätstheorie und Quantenphysik, auf 1,44 Sonnenmassen fest. Würde ein Weißer Zwerg diese Massengrenze überschreiten, so müsste, lt. Chandrasekhar, ein völliger Kollaps der bereits entarteten Materieeintreten. Er entfachte mit dieser Vermutung einen Streit in der astrophysikalischen Gemeinschaft der damaligen Zeit, der über 30 Jahre andauern sollte. Der Grund dieses Streits ging auf die Ablehnung Arthur Eddingtons zurück, der schlicht und ergreifend behauptete, dass die Berechnungen Chandras mit der Realität nichts zu tun hätten. Vor allem konnte und wollte man sich nicht vorstellen, was mit einem Stern geschieht, der diese Grenzmasse überschreitet. Eddington behauptete, es müsse einen noch unbekannten Mechanismus in der Natur geben, der den Stern vor einem Gravitationskollaps bewahrt. Da Eddington damals der angesehenste Astronom überhaupt war, distanzierte man sich von der Entdeckung Chandras, um sich nicht in einen Konflikt mit Eddington zu verstricken, der für jeden Wissenschaftler unangenehme Folgen haben konnte.

NGC6543

Heute wissen wir, dass Weiße Zwerge zu den häufigsten Objekten im Universum gehören und dass es sehr wohl möglich ist, dass, wenn die Grenzmasse von 1,44 Sonnenmassen (Chandrasekhargrenze) überschritten wird, ein völliger Kollaps der Materie eintreten kann.
Dies entscheidet sich, wenn ein Stern, nachdem er seinen Brennvorrat aufgebraucht hat, in sich zusammenstürzt. Die Gashülle des Sterns wird aufgrund eines Kernrückstoßes stark beschleunigt und ans Interstellare Medium abgegeben (siehe Planetarischer Nebel Bild rechts). Der verbleibende Kern des Sterns wird aufgrund seiner eigenen Gravitation so stark komprimiert, dass die Elektronen der Atome in den Kern gedrückt werden, wobei sie sich auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Ausschlaggebend, warum die Materie nicht vollständig kollabiert, ist das sogenannte Ausschließungsprinzip Wolfgang Paulis, das sich aus derQuantenphysik ableitet.
Da die Masse einer gesamten Sonne nun nur noch auf ein Volumen von 10.000 bis 15.000 Km Durchmesser konzentriert ist, was in etwa der Größe unserer Erde entspricht, bewirken die sehr hohen Gravitationskräfte also eine „Entartung“ der Materie. Der Entartungsdruck der Elektronen ist auch die Ursache für die sehr hohe Oberflächentemperatur von ca. 10.000 bis 100.000 Kelvin, die man sich aufgrund der geringen Größe dieser Sterne bei früheren astronomischen Beobachtungen nicht erklären konnte. EinKubikzentimeter dieser entarteten Materie würde auf der Erde sechs Tonnen wiegen. Die Gravitation eines Weißen Zwerges ist so enorm, dass ein Objekt, das aus einer Höhe von 90 cm auf die Oberfläche fallen würde, sich auf 260.000 km/Std. beschleunigen würde.

Ring_Nebula

Ein Weißer Zwerg wird seine Temperatur noch ca. 10 Mrd. Jahre abstrahlen und anschließend in die Phase eines Schwarzen Zwergesübergehen. Diese Schwarzen Zwerge stellen einen Anteil an dunklerbaryonischer Materie in Galaxien dar, die sich noch nicht genau abschätzen lässt.

Eine äußerst merkwürdige Sternenexplosion – muss dadurch die Chandrasekhargrenze neu bewertet werden?

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