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THEMA: Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße

Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 25 Mai 2016 23:32 #6527

Hallo zusammen,
Unsere Milchstraße hat ein neues Geheimnis preisgegeben. Wir haben einen Altersgradienten von Sternen von innen nach außen. Also Sterne hin zum Zentrum sind durchschnittlich älter als die, die weiter draußen existieren .
Was kann man daraus schließen? Offensichtlich scheint es so zu sein, dass das zentrale supermassive Schwarze Loch wie ein Kondensationskeim gewirkt hat. Sterne in seiner Nähe sind sehr bald entstanden, Sterne weiter außen sind später entstanden und dementsprechend jünger.
Die Galaxien scheinen demnach von innen nach außen zu wachsen. Sie werden also größer im Lauf der Zeit.
Nachdem es so scheint, dass die Masse des zentralen SL eine Abhängigkeit zeigt von der Größe der Galaxie, kann man vielleicht in absehbarer Zeit zeigen, dass die maximale Größe einer Galaxie abhängt von der Masse und Dynamik des zentralen SL. Sollte man eine solche Abhängigkeit tatsächlich zeigen können, kann man dann auch darauf schließen, ob eine Galaxie schon ihre maximale Größe erreicht hat oder noch weiter wachsen wird.
Da wir bei der Beobachtung von Galaxien in die Vergangenheit schauen, sollten eigentlich weiter entfernte Galaxien kleiner sein. Zeigen das unsere Beobachtungen?
Eigentlich nicht.
Wir haben allerdings ein jüngstes Beobachtungsergebnis, das offensichtlich mit Hilfe des Gravitationslinseneffekts ein Mehrfachbild einer Galaxie geliefert hat, die etwa 13 Mrd LJ entfernt ist. Und die Forschergruppe teilt mit, dass diese Galaxie sehr klein sein muss. (7-fache Lichtverstärkung durch die Linse)
Das könnte ein Hinweis darauf sein, dass die Galaxien tatsächlich sehr klein angefangen haben und sich im Verlauf der Zeit vergrößert haben, in Abhängigkeit von der Masse des SL im Zentrum und von den Materieresourcen in der Umgebung.
Die Beobachtungen könnten auch darauf hinweisen, dass das Wachstum am Anfang sehr stürmisch von statten ging und später verlangsamt erfolgte, aber eben nie aufhörte, bis heute nicht. Die Rolle der DM darf man dabei auch nicht außer Acht lassen, denn die hat entscheidend zur Gesamtdynamik der Galaxien beigetragen. Ohne sie hätten die SL in den Zentren der Galaxien die Materie aufgesaugt, wie der Gulli das Wasser. Die DM hat scheinbar diesen Schlürfeffekt stark gebremst, indem sie die Aussenbereiche der Galaxien schneller rotieren lassen als das nach Kepler sein dürfte.
Mosaikstein für Mosaikstein, es kommen imAugenblick dermaßen viele Beobachtungsergebnisse herein, dass man echt Schwierigkeiten hat, das alles zu verfolgen und einzuordnen.
Diskutiert mit, es ist echt spannend, was man jenseits der Tageszeitung so alles erfahren kann.

Grüße
Thomas
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Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 26 Mai 2016 00:06 #6529

Ich fange die Diskussion mit ein paar spontanen Gedanken an (ist schon spät heute):

Kann es außer dem zentralen Schwarzen Loch noch weitere Effekte geben, die diesen Altersgradienten bewirken könnten? Was benötigt man zur Sternentstehung? Ich denke Gaswolken. Warum könnten die Gaswolken im Galaxieninneren schneller zu Sternen geworden sein? Neben dem zentralen Schwarzen Loch könnte ich mir zwei mögliche Erklärungen hierfür vorstellen:
- Eine höhere Materiedichte der Gaswolken im Zentrum als in den Randbereichen (begünstigt tendentiell die Sternentstehung)
- Eine höhere Sternendichte im Zentrum als in den Randbereichen --> mehr Supernovas --> mehr Komprimierung der Gaswolken (denke ich stärkerer Effekt als die durch die Supernovas freigesetzten Gase)

Galaxienwachstum dürfte denke ich hauptsächlich durch die Fusion kleinerer Galaxien zustande gekommen sein. Ich kann mir jedenfalls nicht vorstellen, dass sich zusätzliche Materie gebildet hat. Daher denke ich, ist das Potential einer Galaxie limitiert durch die Menge der vorhandenen Materie - aus der eigenen Galaxie und aus den Nachbargalaxien.

Zum Einfluss des Schwarzen Lochs: Kann es nicht tatsächlich anders herum sein? Kann es nicht sein, dass sich "immer" ein bestimmter Anteil der Materie sich im zentralen Schwarzen Loch sammelt (durch zufällige Bewegungen oder durch Drehimpulsverlust)?

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Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 26 Mai 2016 00:48 #6533

Wie wurde das Alter der Sterne bestimmt?

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Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 26 Mai 2016 06:17 #6536

Hallo Thomas kannst du da bitte Quellenangaben machen?

Gruss Alex

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Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 26 Mai 2016 17:25 #6544

Wie wurde das Alter der Sterne bestimmt?


schau dir mal was zum hertzsprung-russel-diagramm an.
sterne durchlaufen bestimmte entwicklungsphasen und haben dabei unterschiedliche absolute helligkeiten.
die metallizität spielt auch noch eine rolle.

deine frage war aber sicher, woher man weiß, wie weit die beobachtete galaxie entfernt ist, da solltest du dir nochmal die 3 sendungen:
alpha centauri - wie misst man entfernungen
ansehen

Hallo Thomas kannst du da bitte Quellenangaben machen?


solche sachen kannst du z.B. im nature-magazine finden, die bedienen unser clientel.
(wichtige) kleinigkeiten tauchen auch hauptsächlich nur auf englisch im internet auf.

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Letzte Änderung: von Ferdi Runge.

Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 26 Mai 2016 19:24 #6549

Alte Sterne im Zentrum der Milchstrasse

Hier ist der Artikel aus astronews.com
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Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 26 Mai 2016 20:57 #6553

Lars R:
Die Altersbestimmung: Man hat etwa 100.000 Rote Riesensterne, die am Anfang ihres Riesenstadiums stehen spektroskopisch untersucht. Dabei stand das Verhältnis von Stickstoff 14 zu Kohlenstoff 12 im Fokus. Durch Konvektionsprozesse werden diese Substanzen an die Oberfläche transportiert und liefern dann in unseren irdischen Teleskopen Absorptionsspektren. Das Elementverhältnis liefert einen Hinweis auf die Sternmasse und von dieser kommt man zum Sternalter. Man weiß ja schon lange, dass die Ausgangsmasse eines Sterns seine Lebensdauer bestimmt.
Wer es genauer wissen will: in der Maiausgabe von SuW findet man dazu einen guten Übersichtsartikel.
Einen Flug um die Alterskarte findet man unter: Youtu.be/CWkNqzHfZ9w

Die Beobachtung des Dreifachbildes der gelinsten 13 Mrd. Lj entfernten jungen Galaxie gelang Astronomen der University of California.
Der Galaxienhaufen, der als Linse diente trägt die Bezeichnung: MACS J2129.4-0741.
Die gelinste Galaxie trägt noch keinen Namen.
Es gibt ein Bild dazu: Credit:Marusa Bradac/Hubble Space Telescope/W.M. Keck Observatory

Das Licht wurde 11 - fach verstärkt, nicht 7 -fach, wie ich oben schrieb.

Grüße
Thomas
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Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 27 Mai 2016 07:38 #6572

Vielleicht ist das Gas im Zentrum schneller in Sternen und im schwarzen Loch verbraucht, wie ClausS schrieb.
Vielleicht wächst oder wuchs das schwarze Loch, so dass junge Sterne nun schneller im schwarzen Loch verschwinden.
Vielleicht ist das Aufbauen eines Systems gravitativ gebundener Objekte "von Null weg" wahrscheinlicher erfolgreich, als immer wieder erfolgreich neue Objekte zu einem bestehenden System hinzuzufügen. Dann fliegen die neuen in das Zentrum oder heraus.
Vielleicht gehören die PR-Lyrae-Sterne mit einem anderen Bewegungsmuster (laut dem von AlexC erwähnten Artikel) zu einem solchen "alten System".

Andererseits erwähnt der Artikel, und so habe ich es von anderer Seite in Erinnerung, dass sich die besonders Metall-reichen Sterne in den "zentralen Regionen" befinden. Metallreiche Sterne sind aber jung.

Wenn die Sternenstehung früher im Zentrum intensiver statt fand und dann aber abflachte, so bildeten sich dort auch auch mehr Sterne, die heute alt sind. Daraus würde nicht folgen, dass Metalle, Gas oder Sterne im Sinne eines Wachsens vom Zentrum nach außen wandern. Stattdessen würden wir zukünftig zwischen den Spiralarmen weniger alte Sterne sehen als in den Spiralarmen, weil zwischen den Armen heute und früher weniger (nicht gar keine) entstanden.

Viele Grüße
Lars

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Letzte Änderung: von Lars_R.

Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 27 Mai 2016 22:40 #6585

Also so, wie ich die Ergebnisse interpretiere, waren hier zuerst die Eier da und dann schlüpften die Hennen.
Soll heißen, dass in einem frühen Stadium die Supermassiven SL entstanden sind, eventuell auch durch Verschmelzungsprozesse, die Materie stand ja auch viel dichter beieinander.
Und dann im Lauf der Mrd. Jahre bildeten sich von innen nach außen die Spiralarme aus. Demzufolge wäre es logisch, dass sich die ersten Sterne weiter innen gebildet haben und je größer und ausgedehnter die Spiralarme wurden, entstanden dann weitere Generationen von Sternen, eben weiter außen.
Den Metallizitätsgrad als weiteres Indiz, oder anders ausgedrückt, ob man diesen Altersgradienten in die Definition der Sternpopulationen integrieren kann, darauf weiß ich im Augenblick auch keine Antwort. Darauf ging auch keine aktuelle Publikation ein.
Ich vermute aber stark, dass das eine mit dem anderen nur am Rande etwas zu tun hat.
Denn die Einteilung in Sternpopulationen erfolgte ja in Gebieten, die zwar alt, aber bereits mehrere Sterngenerationen hervorgebracht haben. Dort, vor allem in den Sternentstehungsgebieten, den Spiralarmen, dort sind bereits mehrere Sterngenerationen definiert, die sich über den Metallizitätsgehalt unterscheiden.
Also sollte die Altersstruktur über die Milchstraße gesehen und die Alterstruktur in den Spiralarmen sich zwar berühren, aber nicht widersprechen .
Grüße
Thomas

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Der Altersgradient der Sterne der Milchstraße 28 Mai 2016 18:31 #6587

Suggestivfrage: Hat sich zuerst unsere Sonne gebildet und erst danach begann die Bildung der Planeten?

Bei der Galaxie stellt sich mit die selbe Frage. Nämlich, ob es ein "zunächst an Ort A und erst danach an Ort B" gewesen sein muss. Eine andere Variante wäre:
"Zunächst an Ort A sehr viel mehr Sternentstehung, dann an Ort A abnehmend, weil bereits große Mengen Gas aufgebraucht wurden". Deshalb gibt es heute an Ort A viele alte Sterne. Ebenso haben sich an Ort A sehr viele Masse-reiche Sterne gebildet, die heute nicht mehr existieren.
Die Spiralarme bilden sich, weil in der Scheibe das Gas auch zusammen klumpt. Deshalb ist zwischen den Spiralarmen das Gas etwas weniger dicht (richtig?), aber trotzdem gibt es keinen Bereich ganz ohne Sternentstehung.

Gibt es ein Indiz, das vermuten lässt, dass es gegenüber meinem Erklärungsversuch wahrscheinlicher ist, dass die Spiralarme beginnend mit einem ganz kleinen Stummel Stückchen für Stückchen nach außen gewachsen sind? Ggf. einen bereits oben erwähnten Punkt, den ich aus dem Zusammenhang verloren habe?

Viele Grüße
Lars

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