Zusammenfassung
Der typische Vorhauptreihenstern erreicht nach seiner mehr oder weniger langen Reise die Hauptreihe. Wie in Abbildung. 2.2 zu sehen, vergehen für einen Stern der Masse \(1\,{\mathcal{M}_{\odot}}\) vom Eintritt auf die Hayashi-Linie bis zum Erreichen der Hauptreihe etwa \(7,5\cdot10^7\) Jahre, für einen Stern der Masse \(20\,{\mathcal{M}_{\odot}}\) etwa \(1,7\cdot10^5\) Jahre. Mit Einsetzen des Wasserstoffbrennens, der thermonuklearen Reaktion im Inneren unseres stellaren Objekts, ist die wesentliche Energiequelle im Lebensweg eines Sterns geschaffen. Denn alleine aus der potenziellen Energie könnte beispielsweise die Sonne nach Gl. (2.2) nur etwa 15 Mio. Jahre strahlen, aber das tut sie nachweislich bereits bedeutend länger.
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Notes
- 1.
Die im Rahmen dieses Kapitels benutzte Einheit eV (Elektronenvolt) ist eine in der Teilchenphysik gebräuchliche Maßzahl für die Energie (1 MeV = 1 000 000 eV, 1 keV = 1 000 eV). Eine Umrechnung in Joule ergibt, dass 1 eV \(\approx 1,6\cdot10^{-19}\) Joule. Um ein Gramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erhitzen, werden etwa 4,2 Joule bzw. \(3\cdot10^{13}\) MeV benötigt.
- 2.
Den Beweis, dass dieser Prozess überhaupt in der Sonne stattfindet, verdankt man dem Nachweis der von der Sonne ausgesandten Elektron-Neutrinos. Laut Berechnung müssten pro Sekunde etwa \(10^{44}\) Neutrinos als Folge der Proton-Proton-Reaktion die Sonne verlassen. In den 1990er Jahren wurde aber nur etwa die Hälfte nachgewiesen. Ursache sind die Neutrino-Oszillationen: Das Neutrino wandelt sich auf seiner Reise zu uns in eine andere Neutrino-Art um. Diese Umwandlung verlangt aber, dass das Neutrino eine Masse besitzt, die etwa dem zweihunderttausendsten Teil der Elektronenmasse entspricht.
- 3.
Die Umwandlung von Materie in Energie bedeutet, dass die Sonne in der ihr verbleibenden Zeit des Wasserstoffbrennens, und das sind etwa weitere 5 Mrd. Jahre, weniger als 1 Promille ihrer jetzigen Masse verliert. Nach dem Gravitationsgesetz hat eine Verringerung der Zentralmasse zur Folge, dass sich der Abstand eines umlaufenden Körpers von dieser Zentralmasse erhöhen muss. Entfernt sich die Erde also von ihrem Muttergestirn? Natürlich tut sie das, aber die Massenverluste durch Fusionsprozesse im Sonneninneren und die Sonnenwinde sind derzeit zu gering, um messbare Auswirkungen auf unsere Umlaufbahn zu haben. Das sieht am Ende des Sonnenlebens anders aus, wie wir im dritten Teil der Essentials-Reihe besprechen werden.
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Heyssler, M. (2015). Alltag der Sterne. In: Das Leben der Sterne. essentials. Springer Spektrum, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-09173-6_3
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