Das Video kommt von YouTube: erst beim Abspielen verbindet sich die Seite mit YouTube (Google).
Neutronensterne: Fast so krass wie schwarze Löcher
Das Wichtigste aus dem Video
Transkriptautomatisch erstellt · 77 Zeilen
- (Schimmernde Töne) Neutronensterne sind mit das Krasseste im ganzen Universum.
- Riesige Atomkerne, die bei einem Durchmesser von gerade mal ein paar Kilometern
- die Masse eines Sterns haben. Ihre Existenz verdanken sie dem Tod von etwas Gewaltigem.
- (Muntere Musik) (Belebte Musik)
- Sterne existieren in einem fragilen Gleichgewicht. Gravitation zieht die Masse
- von Abermilliarden Tonnen heißem Plasma zusammen und presst alle Stoffe mit einer solchen Kraft ineinander,
- dass deren Kerne verschmelzen. Wasserstoff verschmilzt zu Helium und setzt Energie frei,
- die versucht, der Schwerkraft zu entkommen. In diesem Gleichgewicht sind Sterne ziemlich stabil.
- Mit der Zeit geht der Wasserstoff aber aus. Mittelgroße Sterne wie die Sonne durchlaufen dann
- eine Phase als Riesenstern, in der das Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff verbrennt,
- bevor sie zu Weißen Zwergen werden. Interessant wird es, wenn Sternen das Helium ausgeht,
- die viel massereicher sind als die Sonne. Das Gleichgewicht zwischen Druck und Strahlung kippt.
- Die Schwerkraft gewinnt und drückt den Stern noch stärker zusammen. Der Kern verbrennt heißer und schneller.
- Die äußeren Schichten dehnen sich aus und immer schwerere Elemente verschmelzen miteinander.
- Bis aus Kohlenstoff Neon wird, dauert es Jahrhunderte. Aus Neon Sauerstoff ein Jahr.
- Aus Sauerstoff Silizium ein paar Monate. Und aus Silizium Eisen einen Tag. Dann folgt der Tod.
- Eisen ist nukleare Asche, die keine Energie mehr abgibt und nicht weiter verschmolzen werden kann.
- Die Verschmelzung stoppt also plötzlich, was das Gleichgewicht zerstört.
- Ohne den nach außen gerichteten Druck wird der Kern vom enormen Gewicht des Sterns einfach zermalmt.
- Was als nächstes passiert ist Wahnsinn. Und ziemlich beängstigend.
- Partikel wie Elektronen und Protonen wollen sich eigentlich nicht näherkommen.
- Der Druck des kollabierenden Sterns verschmilzt sie aber zu Neutronen, die dann dicht zusammengedrückt werden wie in einem Atomkern.
- Aus einer erdgroßen Eisenkugel wird also eine Kugel aus reiner Kernmaterie
- von der Größe einer Stadt. Aber nicht nur der Kern, der ganze Stern implodiert.
- Und die Schwerkraft zieht die äußeren Schichten mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit nach innen.
- Die Implosion prallt am eisernen Kern ab und die resultierende Schockwelle explodiert nach außen
- und katapultiert den Rest des Sterns ins All. So eine Supernovaexplosion strahlt heller als ganze Galaxien.
- (Dynamische Musik) Übrig bleibt ein Neutronenstern.
- Er hat etwa eine Million Mal mehr Masse als die Erde. Bei einer Breite von gerade mal etwa 25 Kilometern.
- Das ist so dicht, dass die Masse aller lebenden Menschen in nur einem Kubikzentimeter der Neutronensternmaterie
- Platz hätte. Also ungefähr eine Milliarde Tonnen in der Größe eines Würfelzuckers.
- Kurz gesagt: Der Mount Everest in einer Kaffeetasse. Ein Neutronenstern ist richtig extrem.
- Er hat die größte Schwerkraft nach Schwarzen Löchern. Und wäre er noch dichter, würde er zu einem werden.
- Licht krümmt sich darum herum, sodass man die Vorder- und Teile der Rückseite sehen kann.
- Seine Oberfläche wird bis zu eine Million Grad Celsius heiß. Im Vergleich zu den mickrigen 6.000 Grad unserer Sonne.
- Klar soweit. Und von nahem?
- Obwohl diese riesigen Atomkerne Sterne sind, sind sie auch ein bisschen wie Planeten
- mit einer festen Kruste um einen flüssigen Kern. Die Kruste ist extrem hart.
- Die äußersten Schichten bestehen aus übriggebliebenem Eisen von der Supernova,
- dicht zusammengepresst in einem Kristallgitter, durch das Elektronen fließen.
- Weiter in der Tiefe drückt die Schwerkraft die Kerne zusammen. Es gibt immer weniger Protonen.
- Denn die meisten davon sind zu Neutronen verschmolzen. Am Boden der Kruste werden die Kerne sogar so fest zusammengepresst,
- dass sie sich berühren. Protonen und Neutronen ordnen sich neu zu langen Zylindern oder Platten.
- Riesige Kerne mit Millionen Protonen und Neutronen, die aussehen wie Spaghetti oder Lasagne.
- Physiker nennen das "nukleare Pasta". Nukleare Pasta ist extrem dicht.
- Die vielleicht stärkste Materie im Universum, quasi unzerstörbar. Klumpen dieser Pasta bilden in einem Neutronenstern sogar Berge,
- die zwar nur ein paar Zentimeter hoch sind, aber um ein Vielfaches mehr Masse haben als der Himalaya.
- Irgendwo unter der Pasta liegt der Kern. Wir wissen nicht wirklich,
- was mit Materie unter so hohem Druck passiert. Vielleicht lösen sich Protonen und Neutronen
- zu einem Quarkmeer auf, zu einem Quark-Gluon Plasma. Manche dieser Quarks werden vielleicht
- zu sogenannten "Seltsamen Quarks", die "Seltsame Materie" bilden. Die ist so verrückt, dass wir ein ganze Video darüber gemacht haben.
- Vielleicht bleiben sie aber auch einfach Protonen und Neutronen. Niemand weiß es.
- Und genau deshalb erforschen wir sie. Das alles ist ziemlich schwer und zwar buchstäblich.
- Also zurück ins All. Ganz zu Beginn des Kollapses
- drehen sich Neutronensterne sehr, sehr schnell um die eigene Achse wie eine Ballerina, die ihre Arme anzieht.
- Neutronensterne sind Ballerinas im All, die sich viele Male pro Sekunde drehen.
- Dadurch entstehen Strahlungsimpulse, weil ihr extremes Magnetfeld einen Strahl von Radiowellen erzeugt, der bei jeder Drehung vorbeizieht.
- Diese Radiopulsare sind die bekanntesten unter den Neutronensternen.
- In der Milchstraße wissen wir von etwa 2.000 davon. Diese Magnetfelder sind die stärksten im Universum.
- Direkt nach der Entstehung eine Milliarde Mal stärker als das der Erde.
- Wir nennen sie Magnetare, bis sie sich etwas beruhigt haben. Die besten Neutronensterne
- sind aber mit anderen Neutronensternen befreundet. Weil sie Energie als Gravitationswellen ausstrahlen,
- die eine Krümmung der Raumzeit verursachen, verkleinern sich ihre Orbits.
- Dann können sie kollidieren und einander in einer Kilonova-Explosion zerstören,
- in der sie ihr Inneres ausspeien. Passiert das, wird alles so extrem,
- dass sich für eine kurze Zeit wieder schwere Kerne bilden. Nicht durch Fusion, sondern weil neutronenreiche Materie zerfällt
- und sich neu zusammensetzt. (Dynamische Musik) Erst seit kurzem wissen wir, dass das vermutlich der Ursprung
- der meisten schweren Elemente im Universum ist. Gold, Uran, Platin und Dutzende andere.
- (Lebhafte Musik) Jetzt zerfallen unsere beiden Neutronensterne
- und werden zu einem Schwarzen Loch. Um Elemente zu schaffen,
- müssen Neutronensterne also nicht nur einmal, sondern gleich zweimal sterben.
- Über Jahrmillionen verteilen sich diese Atome wieder in der Galaxie. Einige bilden Wolken, die die Schwerkraft
- zu neuen Sternen und Planeten zusammenzieht. Ein immer wiederkehrender Kreislauf.
- Unser Sonnensystem ist ein Beispiel dafür. Und Überbleibsel von Neutronensternen sind allgegenwärtig.
- Unsere ganze technologisierte Welt besteht aus Elementen, die vor Äonen aus Neutronensternen entstanden sind.
- Nach einer 13 Milliarden Jahre dauernden Reise bilden diese Atome jetzt unsere Welt.
- Ziemlich cool. Oder? (Friedliche Musik, Vogelgezwitscher)