Forschung und Technik allgemein

Hallo Zusammen

Für Astronomie-Neuigkeiten, die sich auf keinen bestimmten Raumbereich beziehen, sondern allgemeinen Gesetzmäßigkeiten oder technische Entwicklungen gelten, ist dieser Thread gedacht.
Er startet mit folgender aktuellen Nachricht:

Neues Instrument erfolgreich getestet

Das fliegende Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA) hat seine vier Inbetriebnahme-Flüge mit dem neu installierten Ferninfrarot-Spektrometer 'upGREAT' bravourös gemeistert.
Obwohl zunächst Testmessungen im Vordergrund standen, wurde bereits, mit einer im Vergleich zum Vorgänger-Instrument 'GREAT' (German REcaiver for Astronomy of Terahertz Frequencies) etwa 20-fach erhöhten Beobachtungseffizienz, der Ursprung der Strahlung von Kohlenstoff aus den Gas-und Staubwolken des Weltalls untersucht. Dabei konnte sogleich eine Fülle neuer Erkenntnisse über die Sternentwicklung gewonnen werden.
Die, für nunmehr 14 Detektoren (statt bisher einem!) erforderlichen tiefen Temperaturen, von nur wenigen Grad über dem absoluten Nullpunkt, wurden von einem extra entwickelten 'Cryo-Cooler' perfekt gewährleistet.

Dieser erfolgreiche Umbau in der Boeing 747SP ist auch ein eindrucksvoller Beleg für das Entwicklungspotential flugzeuggetragener Observatorien, die, im Gegensatz zu Weltraumteleskopen, regelmäßig auf den neuesten technischen Stand gebracht werden können.
Der ausführlichere Artikel hierzu:
http://www.astronews.com/news/artikel/2015/06/1506-004.shtml

Gruß Zellaktivator

Hallo Allerseits

Da mir die Aufenthaltsregion der zunächst behandelten Sterne nicht bekannt ist platziere ich diesen Beitrag im allgemeinen Thraed.

Sterne vom Ende des dunklen Zeitalters

Drei rund 13 Mrd. Jahre alte Sterne, die, ganz gegensätzlich zu den bisherigen Vorstellungen vom jungen Universum, ungewöhnlich massearm sind, hat ein internationales Forscherteam aufgespürt und analysiert.
Diese stellaren Greise enthalten neben Wasserstoff und Helium nur extrem geringe Mengen anderer chemischer Elemente, darunter allerdings auffällig viel Kohlenstoff. Man geht nun von einer im frühen Universum wichtigen Kühlmittelfunktion dieses Kohlenstoffs aus, mit dessen Hilfe sich interstellares Gas auch zu kleineren Sternen zusammenziehen konnte. Da aber selbst mit Kohlenstoff die ersten Sterne noch zehnmal massereicher sein müssten als die nun entdeckten Kandidaten soll interstellarer Staub noch zusätzlich kühlend gewirkt haben.

Anm. von mir (als Laie):
Da unter den ersten Sternen, die bereits vor 13,4 Mrd. Jahren ihren Fusionsprozess zündeten (lt. dem Artikel!) einige Riesen mit einer Lebensdauer von nur wenigen Mio. Jahren waren, bestand ja immerhin 400 Mio. Jahre die Gelegenheit zur Ansammlung von Kohlenstoff und interstellarem Staub. Unter Berücksichtigung der (teilweisen) Kurzlebigkeit der ersten Generation würde ich die jüngst entdeckten "Kleinlinge" bereits zur zweiten Generation zählen.

Absolut rätselhaft an dem beobachteten Trio ist aber das festgestellte völlige Fehlen von Lithium, obwohl dieses chemische Element bereits im Urgas vorhanden sein sollte!
Der Artikel hierzu:
http://www.astronews.com/news/artikel/2015/06/1506-019.shtml

Und nun habe ich prompt noch einen älteren Artikel zum Thema ausgegraben:

Astronomen entdecken Stern mit Altersrekord...

...wonach bereits Anfang des Jahres 2014 ein 13,6 Mrd. Jahre alter Stern in 6.000 Lichtjahren Entfernung entdeckt wurde! Auch dieser hatte bereits auf eine, aus der Explosion eines Vorgängersterns hervorgegangenen, Gaswolke zurückgegriffen.
Dieser SMSS J031300.36- 670839.3 geheißene Stern ist ebenfalls recht massearm (etwas masseärmer als die Sonne) und enthält auch ungewöhnlich viel Kohlenstoff. Allerdings ist in ihm, im Gegensatz zum oben erwähnten Trio, auch Lithium nachweisbar.
Irgendwie scheinen mir die Meldungen über erste- und allererste Sterne nicht konsistent zu sein...
Auch zu diesem Artikel der Link:
http://www.astronews.com/news/artikel/2014/02/1402-015.shtml
Und zur Ergänzung:
Wikipedia: SMSS J031300.36-670839.3

Gruß Zellaktivator.

@Zellaktivator

Zellaktivator schrieb:Absolut rätselhaft an dem beobachteten Trio ist aber das festgestellte völlige Fehlen von Lithium, obwohl dieses chemische Element bereits im Urgas vorhanden sein sollte!

Gleich als ich dies gelesen hatte, musste ich daran denken, dass Lithium von Sternen über die P+P II Reaktion verbraucht wird. Nachdem ich dann das Paper der Leute überflogen hatte, musste ich feststellen, dass sie offenbar zu dem gleichen Schluss gekommen sind. Laut ihnen wurde praktisch sämtliches Lithium von den Sternen der ersten Generation verbraucht und die beobachteten Sterne haben sich dann offenbar größtenteils aus lithiumarmen Material gebildet, welches sich mit dem umgebenden, noch lithiumreichen Material kaum durchmischt hat. So mysteriös wie der astronews-Artikel das darstellt, ist es also gar nicht.

Zellaktivator schrieb: Unter Berücksichtigung der (teilweisen) Kurzlebigkeit der ersten Generation würde ich die jüngst entdeckten "Kleinlinge" bereits zur zweiten Generation zählen.

So ist es (höchstwahrscheinlich) auch. Diese metallarmen Sterne gehören der Population II an, wobei die ersten Sterne die bislang noch nicht beobachtete Population III und die jüngsten Sterne die Population I bilden.

Hallo

@Gim
Herzlichen Dank für Deine fachkundigen Beiträge in meinen Threads.
Eine P+PII Reaktion kenne ich jetzt nicht, aber meinst Du da evtl. hier den ersten Lösungsansatz für das 'Primordiale Lithiumproblem'?:
Wikipedia: Primordiales Lithiumproblem

Ich würde nun die beiden in meinem Beitrag erwähnten Fälle so verstehen, dass der Stern SM0313 (Kurzform für den gestrigen "Zahlensalat") Lithium, in der lt. dem Primordialen Problem um 4-5 Standardabweichungen verringerten Menge, enthält, während es im zuerst erwähnten Trio vollkommen fehlt (nicht nachweisbar ist).

Zu den Population III Sternen hätte ich noch einen kleinen, interessanten Beitrag von Harald Lesch:
http://www.br.de/mediathek/video/sendungen/alpha-centauri/alpha-centauri-population-drei-sterne-2003_x100.html#&time=

Gruß Zellaktivator.

Hallo @Zellaktivator

In der Tat, davon spreche ich. Die P+P-II-Reaktion ist eine von mehreren Formen der Wasserstofffusion, bei der Lithium einer der Reaktionspartner ist. Normalerweise wird das Lithium dabei durch die Verschmelzung von Helium-3 mit Helium-4 erzeugt und zerfällt anschließend bei der Fusion mit einem weiteren Proton in zwei Helium-4-Kerne.

Jedoch ist es auch möglich, dass bereits vorhandenes (primordiales) Lithium für die Reaktion verwendet und damit aufgebraucht wird. Das geschieht umso schneller, je größer der Stern ist und ist damit, falls die Annahme von den Riesensternen der ersten Generation zutrifft, sowohl eine Erklärung für das primordiale Lithiumproblem als auch für die Lithiumarmut in den untersuchten Sternen, jedenfalls wenn die Annahme der Wissenschaftler zutrifft, dass diese Sterne sich aus lithiumarmen Überresten gebildet haben.

Wikipedia: Proton-Proton-Reaktion#Proton-Proton-Reaktion II

Hier noch der Link zum Paper der Wissenschaftler, für alle die harten Tobak vertragen:

http://arxiv.org/pdf/1504.05963v1.pdf

Unter Punkt 5.2 Lithium, am Anfang von Seite 17/26 kann man dann folgendes lesen:

...However, in some minihaloes a few typical SNe explode in addition to faint SNe. In this case the gas is not blown out and a second generation of stars may form...

... The SNe ejecta being Li-free, the resulting Li abundance would simply depend on the amount of dilution of the SN ejecta with pristine material...

...In this case the most metal-poor stars would simply be an extreme case of stars formed from ejecta very little diluted with pristine material...

...Once the galaxy is assembled, through the merging of many minihaloes, a standard chemical evolution, with well-mixed matter begins (Prantzos 2012). The final result is that all the Li-free material of the SNe ejecta dilutes the primordial lithium abundance. This could solve the cosmological Li problem.

Also auf gut Deutsch, am Anfang gab es neben den superenergetischen Supernovae wohl auch eine gewisse Anzahl an schwachen Supernovae, deren Material im Gegensatz zu den großen nicht zu weit weggeblasen wurde, weshalb sich daraus neue Sterne bilden konnten. Deren Lithiumgehalt hing dann wiederum davon ab, wie sehr sich das Material mit dem primordialen Material durchmischt hat. Die lithiumfreien Sterne wären demnach der Extremfall, in dem praktisch gar keine Durchmischung stattgefunden hatte. Daneben gibt es aber auch solche, die einen gewissen Lithumgehalt haben, bei solchen Sternen hätte also eine stärkere Durchmischung stattgefunden.

Im Laufe der Zeit hätte dann eine immer stärkere Durchmischung des durch Kernfusion lithiumarmen Sternenmaterials mit dem lithiumreichen primordialen Material stattgefunden. Das wäre die Erklärung für das Lithiumproblem.

Gruß Gim