Ein weiterer Blick auf Neutronensterne aus der Perspektive der Theoretischen Physik
Neutronensterne waren bei Raumzeit bereits ein Thema, jetzt wagen wir einen zweiten Aufschlag, da sich in diesem Feld in den letzten Jahren so einiges getan hat und neue Teleskop-Projekte sowie Forschungstechniken aufgerufen werden. Und insbesondere die direkte Beobachtung einer Kilonova, der Kollision zweier Neutronesterne, hat dieses Wissenschaftsgenre neu durchgemischt.
Dauer:
Aufnahme:
Vanessa Graber |
Ich spreche mit Vanessa Graber, theoretische Astrophysikerin und Spezialistin für Neutronenstern-Forschung am Institute of Space Sciences (CSIC) in Barcelona. Wir tauchen ein in die Geschichte und Theorie von Neutronensterne und erläutern die jüngsten Entdeckungen und Ereignisse und blicken zuletzt in die Zukunft eines „Raumzeit-GPS“, dass sich am Hintergrundrauschen der Gravitationsechos des Universums selbst orientiert.
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Transkript
Tim Pritlove 0:00:34
Hallo und herzlich willkommen zu Raumzeit, dem Podcast über Raumfahrt und andere kosmische Angelegenheiten. Mein Name ist Tim Pretluff und ich begrüße alle hier zu einer weiterenAusgabe unserer Gesprächsreihe, in der wir ja ins Weltall eintauchen und heute äh tauchen wir mal so richtig äh in die Tiefen des Weltalls und greifen ein Thema auf, was ich tatsächlich schon malbehandelt hatte, nämlich äh das Thema der Neutrondensterne. Da hatte ich mich in Romzeit Nummer 76 mit äh Konstantina,schon ausführlich mal drüber unterhalten und vor allem so ein bisschen die ähPerspektive der Kernphysiker eingenommen. Heute wollen wir uns dem Thema nochmal nähern, nämlich aus einer anderen Richtung und äh dazu bin ich nach Barcelona gefahren.Und äh zwar an das äh wie es so schön heißt, Institut des Jens hier ist Les Pay.Also kurz gesagt, dass äh Institut for Space Sciences, wie das so in international heißt und ähgrüßt meine Gesprächspartnerin heute, nämlich Vanessa Graber, hallo.
Vanessa Graber 0:01:38
Hallo, schönen guten Tag.
Tim Pritlove 0:01:39
Ja, herzlich willkommen bei Raumzeit. Du bist hier ähm ja Forscherin an diesem Institut. Ähm ich weiß gar nicht seit wann eigentlich schon.
Vanessa Graber 0:01:48
Eine Woche bevor der erste Lockdown hier angefangen hat.
Tim Pritlove 0:01:53
Also seit knapp zwei Jahren sozusagen. Alles klar. Äh ja offiziell heißt das dann hier Senior Post Doktor Researcher äh ist immer schöne Bezeichnung. Und äh steht aber demnächst ein Upgrade an.
Vanessa Graber 0:02:06
Ich habe mein eigenes Fellowship gewonnen, das am 1. Mai anfängt. Das ist eines der spanischen Busdoktor Fellows.
Tim Pritlove 0:02:12
Das heißt, man ist ja irgendwie gefördert.
Vanessa Graber 0:02:14
Genau, also man kann sich dafür bewerben. Ähm im Moment laufe ich noch am Projekt meiner Chefin mit. Ähm und bin da als eingestellt und ab dem 1. Mai kann ich quasi, also ich habe mich beworben mit einem eigenen Forschungsprojekt, das ich dann für drei Jahre am 1. Mai anfangen werde.
Tim Pritlove 0:02:29
Gut und du bist ähm theoretische Physikerin und äh hast äh Narren gefressen an,Ähm ich würde gern mal so ein bisschen zurückspulen erstmal äh wie es denn mit dir mit Wissenschaft überhaupt äh begonnen hat. Frühe Liebe, späte Liebe.
Vanessa Graber 0:02:46
Also Wissenschaft würde ich sagen tatsächlich Frühliebe? Ähm,Ich mochte Physik und machte in der Schule immer sehr, sehr, sehr gerne, ähm hatte aber nicht so wirklich eine Ahnung, wie Physiker tatsächlich arbeiten, ähm meisten Schüler haben das ja oder eher nicht, weil in der Schule ist das ja doch eher doch so ein bisschen ja hier haben wir XY, das lernt ihr jetzt mal.Aber wie das dann tatsächlich funktioniert später, ähm wenn man sich damitso von Tag zu Tag beschäftigt, ist ja doch immer nicht ganz so klar. Ähm aber ich glaube, ich habe zum ersten Mal die Frage beantwortet, was ich denn gerne machen würde später, da war ich ungefähr vierzehn. Ähm und da habe ich gesagt, ich würde gerne theoretische Physikerin werden.Ohne wirklich eine Ahnung davon zu.
Tim Pritlove 0:03:23
Einfach mal was raushauen.
Vanessa Graber 0:03:26
Was raushauen, ja. Das ist aber tatsächlich so geblieben und ich habe dann nach dem Abi beschlossen, ich versuche das mal. Ich fange mal an, Physik zu studieren.
Tim Pritlove 0:03:33
Nur gemacht, weil sie es einmal, weil sie sich einmal verplappert hast.
Vanessa Graber 0:03:36
Also ich würde sagen nicht verplappert, das war schon so ein Interesse. Also ich wollte früher davor wollte ich immer Lehrerin werden und das ist auch immer noch so ein Teil, was mir an dem Wissenschaftleralltag auch sehr Spaß macht, die Lehrer an sich.Das ist also nicht so nicht so anders in mancher Hinsicht, aber das ist schon auch so geblieben. Also das war nicht so, dass da noch viele anderen Sachen während dem Teenageralter irgendwie mal eingeflossen sind.
Tim Pritlove 0:03:56
Okay, also keine Hollywood-Karriere war.
Vanessa Graber 0:03:59
Das war jetzt dann eher nicht so mein Fall, nein.
Tim Pritlove 0:04:01
Aber Astronautin wolltest du auch nicht.
Vanessa Graber 0:04:03
Nee, da ist auch nicht, nee muss ich sagen, da bleibe ich lieber mit den Füßen auf der Erde.
Tim Pritlove 0:04:07
Aber mit dem Kopf in den Sternen.Und wie kam's dann äh zu Barcelona als er jetzt ähm dieses spanischen Institut, da habe ich so gelernt, die sind ja dann auch sehr,sag mal so salopp, äh sehr national orientiert, tun sehr viel dafür, dass so die lokalen Wissenschaftler hier eine Rolle spielen und ich habe immer so den Eindruck da äh internationale Anteil ist jetzt nicht ganz so hoch, wie man das in Deutschland sieht.
Vanessa Graber 0:04:33
Das ist tatsächlich so. Also,Ähm das kommt so ein bisschen drauf an, in welchem Fachbereiche man ist, würde ich sagen. Also in der theoretischen Astrophysik und in der Astronomie im Allgemeinen ist es schon sehr häufig der Fall, dass man sehr, sehr, sehr selten,an der gleichen Stelle bleibt für seine gesamte Forscherkarriere. Ähm das heißt bei uns oder in meinem Fachbereich ist es schon normal, dass man so ein bis zwei oder drei Posts macht, bevor man dann tatsächlich irgendwie eine feste Stelle oder eine Stelle bekommt,Das heißt, ähm nachdem ich in Deutschland Physik studiert habe und in Tübingen meine Diplomarbeit zu Neuronenstern geschrieben habe.Wusste ich, dass ich weiter an dem Thema arbeiten wollte ähm und habe dann quasi nach,Doktorarbeiten zu diesem Thema gesucht ähm und ihn auch in der Richtung, in der ich mich schon oder für die ich mich spezialisiert hatte, damit das vielleicht nachher noch ein bisschen reden können und dann,habe ich eine Stelle angeboten bekommen für eine Doktorarbeit in Southempton in England. Da war ich dann vier Jahre und danach habe ich eine dreijährige Posttele in Montreal in Kanada,erledigt und seit zwei Jahren ungefähr bin ich jetzt hier in Barcelona.
Tim Pritlove 0:05:36
Okay, also kommst ganz gut rum. Und womit hat sich dann diese Doktorarbeit.
Vanessa Graber 0:05:41
Der Titel meiner Doktorarbeit war komplex. Also ich habe mich mit kosmischen Kondensaten beschäftigt.Das im Prinzip bedeutet, dass ähm Neutonsterne in ihrem Innern ein Quantenmechanischen Zustand,innehalten und das ist quasi das Cosmic Content Sales und diese Zustände sind relativ ähnlich mit Kontenzuständen, die wir auf der Erde beschreiben,Labor realisieren können und ich habe mich quasi dann versucht so diese diese Brücke zu schlagen zwischen dem Laborsystem und dem Neuronensternsystem.
Tim Pritlove 0:06:19
Und wie bist du darauf gekommen? Also ich meine.
Vanessa Graber 0:06:23
Darauf gekommen. Ähm also meine meine Masterarbeit war tatsächlich auch schon zu dem Thema. Also manchmal ist das ja so, wenn man irgendwie keine Ahnung hat so als Student, was man so gerne machen würde.Da muss man sich so ein bisschen auf die Einflüsse der Professoren verlassen. Und ich hatte absolut keine Ahnung über Astronomie in Astrophysik bis Mitte meines,Studios würde ich mal sagen. Also ich gehöre tatsächlich zu den Menschen, die vielleicht gerade noch Planeten benennen konnten. Das war's dann auch schon wieder,Ähm aber ich hatte ähm also als ich in Tübingen studiert habe, gab's drei Spezialisierungen. Man konnte computational Physix machen, Technologie und Astronomen Astro für sechs.Habe mich damals noch nicht so viel mit Computern beschäftigt, wie ich das heute mache ähm und Nanotechnologie war nicht so richtig mein Fall, das heißt.
Tim Pritlove 0:07:08
Dann einfach nichts anderes übrig.
Vanessa Graber 0:07:10
Muss ich ganz ehrlich im ersten Moment so sagen, der blieb da nichts.Aber ich habe mich dann auch schon ähm nachdem ich dann so ein, zwei ähm drei Vorlesungen gehört habe, war mir schon klar, okay, das macht super viel Spaß.Einem meiner Vorlesungen das war eine Vorlesung zur äh Sternenentwicklung, wurde das Thema Neutonsteine das erste Mal angesprochen,Professoren zeigen gerne so dieses ah meistens ist da eine Folie in oder an der Tafel steht dann irgendwo so eine Tonsteine in der Mitte und dann stehen diese ganzen ähm Fächer, die man irgendwie,können muss oder verstehen muss, um das Thema Neuronenstern zu sehen, stillen dann irgendwie außen rum und.Ich bezeichne mich eigentlich immer als theoretische Astrophysikerin, weil ich mich im Thema der Astronomie oder Astrophysik beschäftige, aberverschiedene theoretische, physikalischeKonzepte benutze. Also dann kommt da irgendwo konditionierter Materie vor, Festkörperphysik, genug Lehrphysik, Astronomie an sich, Astrophysik, Plasmaphysik. Für diese ganzen physikalischen Sachen, die man bei unserem Grundstudium irgendwie so unabhängig voneinander lernt.
Tim Pritlove 0:08:12
Sich immer fragt, wozu eigentlich.
Vanessa Graber 0:08:14
Eigentlich genau und die auch also das ist einfach die Sache des Studiums, dass man die halt nebeneinander lernt und nicht unter Umständen miteinander verschränkt. Und für mich war irgendwie klar, als wir das erste Mal über Neutonsterne geredet haben,Dass das das Thema ist, wo das irgendwie alles zusammenfließt.
Tim Pritlove 0:08:31
Sozusagen auch das das das theoretische Kondensat zum kosmischen.
Vanessa Graber 0:08:34
Zum genau in der Hinsicht und das hat für mich einfach irgendwie das ich will jetzt nicht sagen, dass man Offenbarung, aber es war schon irgendwie ein Thema, wo ich dachte, okay,wenn ich mich mit dem Thema äh Wissenschaft weiter beschäftigen werde, dann will ich das machen. Und dann habe ich mir eine Diplomarbeit zu dem Thema gesucht,Und die hat sich dann tatsächlich auch schon das erste Mal mit einem oder einem Superleiter beschäftigt. Ich muss aber sagen, ich hätte das wahrscheinlich nicht gemacht, wenn ich während meines Studiums nicht auch noch nebenher in einer Arbeitsgruppe gearbeitet hat, die sich tatsächlich.Laborkondensaten beschäftigt hat. Also ich war als angestellt in der Arbeitsgruppe, in der man die.Fallen für atomare Gase, ultrakalte Gase. Ähm versucht hat zu modellieren und zu optimieren und ich war da eingegliedert als Hiwi. Das heißt, ich hatte schon mal so ein bisschen was gehört von dem ganzen,ähm theoretischen Hintergrund und das war nicht völlig neu, weil sehr oft, wenn man irgendwie nur sich mit der Astrophysik oder Astronomie beschäftigt und dann in die theoretische Physik abschweifen muss, ähm dann kommt das teilweise bei manchen Leuten nicht so gut an, aber ich kam quasi von der anderen Seite.Ich wusste, dass ich was theoretisches machen will, aber ich wollte mich irgendwie nicht nur auf einen Fachbereich festlegen. Das heißt, es wurden dann irgendwie die Nutnetronensterne.
Tim Pritlove 0:09:51
Ist es nicht ein bisschen so, dass eigentlich so auch die ganze ich meine, die theoretische Physik ist, es scheint ja ein sehrwie soll ich sagen? Immer wenn ich so mit Physikern spreche, dann ist man so diese Unterscheidung experimentell oder ist ganz wichtig. So, also es,Die Leute sind dann immer entweder im einen Anlage oder dem anderen, aber so beides zusammen in einem scheint irgendwie nicht so richtig zu gehen. Keine Ahnung, was hast du für Spielchen gespielt werden?Trotzdem ist ja irgendwie nachvollziehbar, dass manche vielleicht so mir den Hang zu knallbum äh haben und andere wollen halt irgendwie äh dit verstehen und wollen irgendwie auch neue Modelle äh entwickeln und sich jetzt nicht einfach dadurch limitierenlassen, was wir jetzt konkret messen kann, sondern in gewisser Hinsicht schaut man ja auch ein bisschen in die Zukunft und ich habe auch so den Eindruck, dass er eigentlich die theoretische PhysikMeine Physik ist schon an sich schon so ein mega durchgespieltes äh Ding, auch wenn jetzt natürlich immer noch ein paar große äh äh Rätsel offen sind, ganz klar, aber gerade diese offenen Fragenscheinen ja irgendwie nur im All wirklich beantwortet werden zu können oder zumindest spielt es all eine sehr große Rolle,weiß nicht. Hast du da eine Position zu?
Vanessa Graber 0:10:58
Ich würde sagen die Art des Arbeitens ist sehr unterschiedlich, also zwischen Experimarphy und theoretischer Physik. Ich glaube, daher kommt so dieses.Dieses Hickhack, das ist da teilweise noch da tatsächlich gibt weil.Also ich kann persönlich für mich sagen, ich könnte niemals in einem Labor stehen und an einem Experimentsatz rumdrehen, das kann ich einfach nicht. Da würde ich die Geduld verlieren. Da würde das nicht funktionieren. Und ich bin nicht völlig unbegabt, was irgendwie so kleine Dinge angeht, aber dafür habe ich einfach keine Geduld.Wenn man mir ein Stück Papier gibt und eine Gleichung, da könnte ich mich tagelang damit beschäftigen, diese Gleichen zu lösen oder wenn mir jemand am Computerprogramm gibt, wenn ich versuchen muss, irgendwas,programmieren. Das kann ich auch tagelang, aber diese Art des Arbeitens im Experimentellen, das ist schon sehr unterschiedlich. Deshalb gibt's so diese, ich will jetzt nicht sagen, zwei Lager, weil mittlerweile ist das doch irgendwie schon so ein übergreifend zwischen den zwei einzelnen Bereichen gibt,Leute auch wirklich irgendwie versuchen,Weise beides zu tun, wenn jemand ein Experiment durchführt, dann muss man das auch irgendwie interpretieren können. Das sorgt meistens dafür, dass man irgendwie die Theorie verstanden haben muss. Aber in gewisser Weise sind da schon so so ähm.Wo man irgendwie seine eigenen Interessen, die man gerne arbeitet, doch irgendwie besser ausleben kann, wenn man eben in der experimentalphysik oder theoretischen Physik ist, würde ich sagen. Ähm,und ich ich würde nicht sagen, dass es nur noch oder die großen Fragen, die dann offen stehen, dass man die nur noch im astrophysikalischen oder im astronomischen irgendwie lösen kann. Ich habe teilweise das Gefühl, das ist einfach,worüber man in so einem Allgemein in der Wissenschaftskommunikation einfach besser einfacher reden kann. Also zum Beispiel irgendwie Dinge in der kondensierten Materie zu erklären ist unter Umständen deutlich schwieriger,Also es ist über Sterne zu reden und irgendwie ein astronomisches oder astrophysikalisches Problem zu erklären. Also ich habe teilweise dieses Gefühl,die expomentalphysiker, die sich mit einem Laborexperiment beschäftigen in schwierigeren Start haben als die Astrophysiker und die Astronomen in gewisser Hinsicht.
Tim Pritlove 0:12:55
Weil da mehr Mythos dran klebt.
Vanessa Graber 0:12:57
Also es ist schon so ein ureigenes also jeder mit jeder Person, die ich rede ähm über Astronomien, Astrophysik, dass immer sofort so ein Wow,Und ich glaube experimentalphysiker haben dann deutlich schwierigeren Start in mancher Hinsicht, als man das so als Astronomen.
Tim Pritlove 0:13:13
Podcast über und nicht über Materialforschung.
Vanessa Graber 0:13:15
Ja oder.
Tim Pritlove 0:13:17
Auch sehr interessant ist.
Vanessa Graber 0:13:18
Ja, aber mancher Hinsicht müsste man eigentlich sagen, ähm dass so die direkte Anwendung dessen, was man irgendwie in einem Labor macht, in der Materialfäschung viel, viel direkter übertragbar ist zu unserem alltäglichen Leben eigentlich, als es das irgendwie Astronomien erst häufig ist.Deshalb würde ich sagen ich habe dann einfacheren Start oder die Astronomen haben dann einfach einen Staat als manch andere physikalischen Fachbereiche.
Tim Pritlove 0:13:42
Und macht's das Institut äh einfach hier auch dann äh entsprechend interdisziplinär auch zu arbeiten.
Vanessa Graber 0:13:48
Also wir haben ähm gehören offiziell zum ähm spanischen Wirtschafts- und Forschungsministerium also wir sind so ein bisschen als Institut ähnlich wie ein Max-Planck-Institut in Deutschland,wo quasi Forscher permanent eingestellt werden und nicht Lehre betreiben müssen. Also ähm die arbeiten quasi,Ausschließlich an der Forschung. Wir stehen allerdings direkt im Wissenschaftsministerium unter. Und es gibt.Mehrere hunderte von diesen Instituten jeweils auf einen bestimmten Fachbereich angeschlossen,und wir hier ähm haben drei Unterbereiche, ein Teil Bauteleskope oder Teleskopteile,Ein Teil beschäftigt sich mit Kosmologie und dann gibt's einen Astrophysik und High Energy für sechs Bereich, in dem ich quasi bin und wir sind.Ähm.In unserer Arbeitsgruppe selber, also ich bin im Moment noch angegliedert an einen, also ein europäisches Projekt, das meine äh Chefin gewonnen hat vor ein paar Jahren. Ähm und wir sind in der Arbeitsgruppe ungefähr zwölf Leute, glaube ich, im Moment.Das Coole ist, dass wir sowohl Theoretiker als auch Astronomen haben, also die sich quasi mit Beobachtungsdaten beschäftigen, weil sie selber so irgendwie auch dieses komplette Bildgerne sieht und nicht nur mit Leuten arbeitet, die genau das Gleiche machen wie sie. Ähm das heißt, wir kommen von sehr unterschiedlichen Bereichen. Also wir in unserer Arbeitsgruppe,haben schon sehr großen ähm Wissens,abgedeckt, ähm aber alles irgendwie immer noch so ein bisschen im Bezug auf die Neutronenstelle und dann gibt's auch noch ähm diverse andere Arbeitsgruppen hier, mit denen wir uns irgendwie regelmäßig austauschen. Seit letzter Woche Freitag haben wir unser,freitagliches Pizza-Seminar tatsächlich wieder in Person mit Pizza nach zwei Jahren.
Tim Pritlove 0:15:36
Ja, das macht langsam alles wieder auf. Das ist äh sehr schön. Ähm wie groß ist das Institut hier so insgesamt? Das ist ja hier auch noch mal so eingebettet in so einem wissenschaftlichen Campus hier im Norden der Stadt.
Vanessa Graber 0:15:49
Campus der autonomen Universität in Barcelona gehören aber nicht offiziell zur Uni. Ähm aber das Institut ist quasi aufm Gelände ähm und,es gibt ungefähr so zwischen 60 und 70 Festangestellten, glaube ich, ungefähr zehn administrative Angestellte.Weiß gar nicht genau, wie viel Posters wir mal haben oder so um die 20 würde ich sagen und dann nochmal eine ungefähr ähnliche Anzahl an ähm Doktoranden.
Tim Pritlove 0:16:12
Also überschaubar, sagen wir mal.Kommen wir mal zu den Notronensternen und den Notronensterne sind ja so ein bisschen wie auch die,schwarzen Löcher so ein bisschen etwas, was eben auch erstmal in der Theorie erdacht,wurde. Man hat sich halt irgendwie die physikalischen Gesetze angeschaut, spätestens seitdem irgendwie Einstein da mal ordentlich durchgewischt hat, hat sich daraus ja einfach sehr viel auch ergeben und so nach dem Motto aha okay, wir wissen jetzt, dass die Grundlagenso sind,Das jetzt mal wirklich durchrechnen, dann kommen wir so auf so ein paar was ist denn damit? Wann war denn eigentlich dieser Begriff Neutronenstern das erste Mal überhaupt in der Welt und wodurch?
Vanessa Graber 0:16:57
Ich hole ein bisschen aus. Also das Wort Neutronenstern sagt uns ja eigentlich schon ein bisschen was über den Stern an sich,Das Wort Neutron steckt da drin, das heißt, in einem Neuronenstern heißt deshalb Neutonstern, weil er zu einem großen Teil aus Neutonnen besteht,Jetzt muss man sich so ein bisschen vor Augen führen, dass erst vor ungefähr 100 Jahren das Neuton als Teilchen,tatsächlich vorhergesagt wurde. Also das Teilchen an sich wissen wir erst, dass es exitiert seit ungefähr hundert Jahren. Danach ging's aber ziemlich rasant weiter, aber,also diese diese 100 Jahre ist nicht unbedingt eine lange Zeitskala auf astronomischen Skalen. Also wir wissen wirklich noch nicht so lange, dass das überhaupt existiert.Kurz nach dieser Entdeckung des Neuthrons unter Vorhersagen haben sich Bade und Sicky,mit dem Konzept beschäftigt, was denn tatsächlich passiert, wenn große Sterne,Die Sonne ist ein Stern, aber wir brauchen um Neutonnensternen herzustellen was, was ungefähr acht bis zwanzig Mal so schwer ist und die haben sich quasi mit dem Konzept beschäftigt, was denn mit diesem Rosenstern massereichen Stern passiert, wenn der ähm seinen,Brennstoff völlig verbrannt hat und haben quasi.Versucht zu beschreiben, wie das passiert und haben quasi dieses Konzept der Supernova entwickelt und haben dann auch festgestellt, dass das Endprodukt einer solchen Supernova quasi an Neutronenstern sein kann.Zwar in den 30ern, also kurz nachdem wir das neu tun an sich entdeckt haben, wurde dann auch quasi theoretisch vorhergesagt,Konzept eines Nordronensterns im All im Prinzip geben könnte.
Tim Pritlove 0:18:31
Aber aus welcher Betrachtung heraus ergibt sich äh diese Feststellung.
Vanessa Graber 0:18:36
Im Prinzip muss man sich quasi vor Augen halten, ähm was denn mit Materie passiert, wenn sie unter bestimmten Zuständen unter bestimmte Zustände gesetzt wird. Also wir haben hier ähm relativ hohe Dichten,Temperaturen und im Prinzip aufgrund des Verständnis, was man damals hatte über wie Materie sich unter bestimmten Zuständen verhält, konnte man quasi dann.Gedankenstrang entlang gehen und quasi sagen, das Endprodukt im Prinzip für bestimmte Ausgangsprodukte muss erneutronenstern sein. Also,was wie ich grad gesagt habe, wir brauchen ungefähr so was, das hat so, sagen wir mal, zwanzig Sonnenmassen. Wenn 20 Sonnenmassen existieren, dann hat das schon mal eine riesige Gravitationsanziehung, also das ist nicht so, dass das einfach nur,da sitzt,ähm und einfach nur ruhig ist im Prinzip, sondern wenn man so viel Masse eigentlich hat, dann würde das eigentlich gerne in sich zusammen kollabieren.
Tim Pritlove 0:19:29
Also es gibt ja massig Sterne dieser Größenordnung, das ist ja quasi nix äh so also so ein unsere Sonne ist ja eh eher so unter ferner Liefen, aber auch so zwanzig Sonnenmassen, keine Ahnung wie groß da der Anteil ist, aber ich würde mal sagen, es gibt eine Menge davon.
Vanessa Graber 0:19:43
Eine Menge davon, obwohl also je mehr Masse reicht, also es gibt deutlich weniger,Masse Arme, Sterne, ähm also deutlich mehr Sterne in die Sonne, das heißt, je schwerer der Stern ist, desto schneller verbrennt er eigentlich auch sein Brennmaterial,nach dem Motto live heit in dir so ein bisschen,heißt, die Sterne sind eigentlich stabil, nicht nur wegen dieser Gravitationskraft, die nach innen wirkt, sondern auch gleichzeitig, weil's einen Strahlungsdruck gibt, der nach außen arbeitet.Strahlungsdrück war da quasi aufrechterhalten durch die Kernfusion.Das heißt irgendwann, wenn diese Kernphysio nicht mehr stattfinden kann, wer quasi keinen Wasserstoff mehr haben, dann werden sukzessiv andere Elemente durchgebrannt und das kann man quasi tatsächlich durchrechnen, zu welchem Zeitpunkt man dann quasi mit welchem Brennvorgang,startet und wie lange der dann dauert und je nachdem wann man bestimmte Ausgangsmasse hat, sagen wir mal zwanzig Sonnenmassen, dann ist quasi der Punkt, an dem man,Ähm das letzte Mal brennt, ist, wenn man Silizium brennt und durch Siliziumbrennen entsteht Eisen. Und Eisen,Ist tatsächlich das Element, das am stabilsten ist in der Hinsicht, dass die,Bindungsenergie, also die Energie, die zwei Nukleon zusammenhält, am größten ist.Durch Kernfusionen kann man da keine Energie mehr weitergewinnen, wenn man quasi zu höheren Elementen gehen würde. Also bezeichnet das auch als Sternnasche. Also es ist so quasi das, was übrig bleibt, was am stabilsten ist.
Tim Pritlove 0:21:02
Das ist der Grund, warum normale Sonnen nicht mehr als Eisen produzieren können.
Vanessa Graber 0:21:06
Genau, also im normalen Fall sitzt man dann da mit einem Eisenkern. Das ist aber nur im Inneren der Fall und dann hat man da so einen riesen Eisenkern,an sich eine super Masse hat ungefähr die Masse der Sonne, bisschen schwerer. Das heißt, der wird die äußeren Schichten alle anziehen und die fallen dann quasi nach innen aufgrund der Gravitation dieses inneren Eisenkerns. Und.Wenn man Masse von weiter außen nach weiter innen bewegt, dann erhöht man quasi die Dichte, das erhöht die Temperaturen und dann setzt man,kernphysikalische Prozesse in Kraft, die quasi die Atomkerne aufbrechen. Da macht man Protonen und Neutonnen draus,Gibt's auch noch Elektronen und dann fängt man die Elektronen an den Proton ein und macht Neutonnen aus.Das heißt, unter so extrem hohen Dichten, die wir in der Erde sehr, sehr schwierig herstellen können. Teilweise geht es in Teilchen und Beschleunigern, wo man Atomkerne aufeinander fliegen lässt und dann schaut, was dann wohl rauskommt. Aber im Prinzip, in jedem Stern, der so eine Masse hat,sind das die Vorgänge und das kann man tatsächlich theoretisch quasi sich durchdenken.Diesen Prozess, wo man dann eben viele Neutonnen erstellt, wird quasi so was wie was nennen wir in einem Protonetronenstern hergestellt?Und zu dem Zeitpunkt, wo man dann angefangen hat, viele Neutronen herzustellen werden gleichzeitig auch noch viele Neutrinos produziert. Es ist quasi der Erhaltungssatz in der Kernphysik, die wir da haben.Während diese äußeren Schichten nach innen fallen.Arbeiten die Neutrinos nach außen und sorgen im Prinzip dafür, dass diese nach innenfallenden Schichten wenn sie dann denen diesen Eisenkern treffen und dann tatsächlich auch wieder nach außen aufgeblasen werden. Und das ist eigentlich der Prozess, den wir als Supernover bezeichnen. Das heißt,haben sich dieses Gesamtkonzept, wie das alles insgesamt funktioniert, tatsächlich theoretisch hergeleitet mit den einzelnen Schritten, die ich gerade erwähnt habe und was dann übrig blieb nach dieser Supernuar, ist ein Neutonnenstern.
Tim Pritlove 0:23:04
Das haben sie sich dann mal so am Nachmittag zusammengedacht.
Vanessa Graber 0:23:07
Also.
Tim Pritlove 0:23:08
Und dann irgendwie einen Paper äh veröffentlicht und andere haben sich das so angeschaut und so ja vielleicht.
Vanessa Graber 0:23:14
Das klingt schon so ein bisschen abstrus, aber im Prinzip ist das genauso diese Vorhergehensweise. Man man hat eine bestimmte Menge an Annahmen,Sagen wir mal physikalisch Gesetze und die Konzepte der Kernphysik, die waren schon deutlich besser verstanden, also ich würde sagen, die theoretische Astrophysik-Teil.Man musste bis dahin auch, wie die Sonnenenergie produziert, das heißt, diese ganzen Kern äh Fusions und Spaltungsprozesse, die waren schon bekannt. Darauf konnte man natürlich dann aufbauen. Das ist nicht so, dass sie von einem Tag auf den anderen sich das alles beschäftigen.Gleichzeitig wusste man auch schon relativ viel über so Sterne an sich, weil einfach Sterne schon sehr lange beobachtet werden. Das heißt, also das Konzept einer Supernova hatte man schon beobachtet. Dafür gab's Aufzeichnungen.Haben schon sehr, sehr viel länger, aber man konnte da ungefähr auch ausrechnen, wie viel Energie dabei frei wurde,Und so dieses Gesamtkonzept, dass man quasi dann diese Gravitationsenergie von diesem Stern umwandelt in die Supernova Energie und das, was noch sonst übrig bleibt, in Neutrinos.Das konnte man dann schon tatsächlich auch irgendwie argumentieren. Aber bis zu dem Zeitpunkt war diese Vorhersage eines Notronensterns immer noch eine theoretische Vorhersage.
Tim Pritlove 0:24:18
Noch mal eine Nachfrage. Diese äh Umwandlung in äh in Neutronen äh die da stattfindet,nochmal genauer anschauen. Ich meine zu diesem Zeitpunkt wusste man ja noch gar nicht, woraus Neutronen das Neutronen überhaupt aus etwas anderem bestehen, dass also quasi dadrunter nochmal so eine Teilchenwelt, der äh der Quarks ähm eine Rolle spielt, vielleicht für die Betrachtung dann auch nicht relevant gewesen, hat ja auchauch so funktioniert mit der Vorhersage in gewisser Hinsicht. Aber bestimmte Dinge wusste man jetzt nicht.Was ist jetzt der Prozess, der dazu führt, dass da auf einmal so viele Neuronen entstehen und woraus entstehen die genau?
Vanessa Graber 0:24:55
Also man nennt es das Konzept heißt Fotodesintegration. Also im Prinzip, wenn man diesen Eisenkern hat und den zusammendrückt, dann werden die Dichten mit den einzelnen Eisenattomen so groß, dass sie Eisenatome,enger und enger sich zusammen bewegen. Okay? Das erhöht die Temperatur extrem.
Tim Pritlove 0:25:14
Heißt das, die was heißt die also dass die Kerne einander näher.
Vanessa Graber 0:25:18
Genau, die Kerne bewegen sich quasi also an sich Atome ähm also wir haben einen Atomkern mit Proton, wir haben Elektronen außen rum,an sich.Mögen die äußeren Elektroden jetzt nicht unbedingt dem Atomkern an sich nahe kommen, okay? Die sind eingestoßen die sich ab. Ähm wenn aber die Dichte so hoch wird, dass quasi die Teilchen,nicht anders können als zusammengepresst zu werden, dann werden quasi die Elektronen von den Atomkernen gelöst, das heißt wir haben freie Elektronen und zusätzlich,wird das Ganze deutlich heißer. Die Umwandlung sorgt dafür, dass wir Photonen hauptsächlich ähm Röntgenfotonen produzieren, die wiederum dafür sorgen.
Tim Pritlove 0:26:02
Dass die Elektronen fliehen sozusagen, das ist die Umwandlung.
Vanessa Graber 0:26:06
Also wir wir machen quasi im Prinzip viele freie Elektronen, die dann wiederum eingefangen werden können von Proton.Also das ist quasi ein Elektronen und ein Proton, produziert ein Neuton und ein Elektroneutrino.Und dann haben wir quasi sehr viele Neutronen.Also ungefähr also im Inneren des neuen Tronstands gehen wir davon aus, dass ungefähr so 95 Prozent aller Teilchen Neutronen sind.
Tim Pritlove 0:26:36
Fünfundneunzig. Okay.
Vanessa Graber 0:26:37
Rest sind Protonen und noch ein Teil Elektronen und unter Umständen auch ein paar andere Teilchen von deren Existenz wir nicht so richtig wissen, ob sie denn existieren oder nicht? Ähm.
Tim Pritlove 0:26:48
Und ganz viel Neutrinus.
Vanessa Graber 0:26:49
Ganz viel Notinus. Und das ist eine der wenigen physikalischen Systeme, wo wir tatsächlich wissen, dass Neutrinus wirklich auch mit der Materie interagieren und eine Rolle spielen, weil normalerweise tun sie das