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| Autor |
  Warum sind junge Sterne blau? |
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markus0607
Junior 
Dabei seit: 02.07.2015
Mitteilungen: 13
 |  Themenstart: 2019-09-06
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Hallo zusammen!
Eine Aussage die sich in meinem Hirn verankert hat
(und so auch oft in den Medien wiederholt wird) ist:
Junge Sterne sind blau.
Nun hängt das Strahlungsmaximum ja von der Oberflächentemperatur, und die wiederum von der Masse, ab.
Wieso sollen also junge Sterne denn generell blau erscheinen?
Oder ist das einfach nicht so :D?
Beste Grüße,
Markus
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Slash
Aktiv 
Dabei seit: 23.03.2005
Mitteilungen: 9056
 | Beitrag No.1, eingetragen 2019-09-07
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Junge Sterne verbrennen ihren Wasserstoff schneller zu Helium, und das wirkt sich auf die Oberflächentemperatur aus. Das gilt für kleine bzw. normal große neue Sterne ebenso wie für sehr große (blaue Riesen).
Gruß, Slash
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Fabi
Senior 
Dabei seit: 03.03.2002
Mitteilungen: 4586
 | Beitrag No.2, eingetragen 2019-09-07
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\quoteon(2019-09-07 02:38 - Slash in Beitrag No. 1)
Junge Sterne verbrennen ihren Wasserstoff schneller zu Helium, und das wirkt sich auf die Oberflächentemperatur aus. Das gilt für kleine bzw. normal große neue Sterne ebenso wie für sehr große (blaue Riesen).
Gruß, Slash
\quoteoff
Hast du dafür eine Referenz? Es sollte genau umgekehrt sein: Sterne werden über ihre Lebenszeit zunehmend heißer.
Es sind nicht junge Sterne blau, sondern blaue Sterne jung, einfach weil blaue Sterne nur kurz (astronomisch gesehen) "leben".
vG,
Fabi
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markus0607
Junior 
Dabei seit: 02.07.2015
Mitteilungen: 13
| Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07
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Guten Morgen und besten Dank für die Antworten!
\quoteon
Hast du dafür eine Referenz? Es sollte genau umgekehrt sein: Sterne werden über ihre Lebenszeit zunehmend heißer.
\quoteoff
Genau, das ist mein Punkt!
\quoteon
Es sind nicht junge Sterne blau, sondern blaue Sterne jung, einfach weil blaue Sterne nur kurz (astronomisch gesehen) "leben".
\quoteoff
Das kam mir gestern Abend auch noch, das die eine Richtung auf jeden Fall stimmt und die andere Richtung fälschlicher Weise angenommen wird.
Viele Grüße,
Markus
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markus0607
Junior
Dabei seit: 02.07.2015
Mitteilungen: 13
| Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2019-09-07
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\quoteon(2019-09-07 02:38 - Slash in Beitrag No. 1)
Junge Sterne verbrennen ihren Wasserstoff schneller zu Helium
\quoteoff
Vielen Dank für die Antwort!
Aber wie schon gefragt, kannst Du das begründen?
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Ex_Senior
| Beitrag No.5, eingetragen 2019-09-07
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Hallo Markus,
blaue Sterne werden nicht alt (siehe Hauptreihe). Ein Hyperriese hat eine Lebenserwartung von ein paar Millionen Jahren, wobei ein roter Zwerg leicht 100 Milliarden Jahre alt werden kann.
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Slash
Aktiv
Dabei seit: 23.03.2005
Mitteilungen: 9056
| Beitrag No.6, eingetragen 2019-09-07
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\quoteon(2019-09-07 09:23 - Fabi in Beitrag No. 2)
\quoteon(2019-09-07 02:38 - Slash in Beitrag No. 1)
Junge Sterne verbrennen ihren Wasserstoff schneller zu Helium, und das wirkt sich auf die Oberflächentemperatur aus. Das gilt für kleine bzw. normal große neue Sterne ebenso wie für sehr große (blaue Riesen).
Gruß, Slash
\quoteoff
1) Hast du dafür eine Referenz? Es sollte genau umgekehrt sein: Sterne werden über ihre Lebenszeit zunehmend heißer.
2) Es sind nicht junge Sterne blau, sondern blaue Sterne jung, einfach weil blaue Sterne nur kurz (astronomisch gesehen) "leben".
\quoteoff
zu 1) Meine Astronomievorleseungen liegen schon eine Weile zurück. Für die Sternfarbe ist aber die Oberflächentemperatur verantwortlich, nicht die im Innern und auch nicht die der Korona....sowei ich mich erinnere. ;-)
zu 2) Das hört sich doch gut an.
Gruß, Slash
Es gibt aber ein paar gute Astronomieforen/Seiten, wo man es bestimmt weiß.
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| | Folgende Antworten hat der Fragensteller vermutlich noch nicht gesehen. |
PhysikRabe
Senior
Dabei seit: 21.12.2009
Mitteilungen: 2763
Wohnort: Rabennest
 | Beitrag No.7, eingetragen 2019-09-07
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\quoteon(2019-09-07 13:37 - Slash in Beitrag No. 6)
Für die Sternfarbe ist aber die Oberflächentemperatur verantwortlich, nicht die im Innern und auch nicht die der Korona....sowei ich mich erinnere. ;-)
\quoteoff
Genau so ist es. Junge Sterne produzieren viel Energie aufgrund von Wasserstoffverbrennung; dadurch erscheinen diese Sterne bläulicher. Je älter ein Stern, desto geringer wird der Wasserstoff-Vorrat und weniger Energie wird produziert, wodurch er zunehmend rötlicher erscheint. Die Aussage
\quoteon(2019-09-07 09:23 - Fabi in Beitrag No. 2)
Sterne werden über ihre Lebenszeit zunehmend heißer.
\quoteoff
ist daher falsch.
Aber: Das ist nur eine Richtungsangabe im Spektrum. Ich habe absichtlich "bläulicher" und "rötlicher" anstelle von "blau" und "rot" geschrieben. Nicht alle jungen Sterne sind befinden sich wirklich im blauen Bereich des Spektrums. Wirklich blaue Sterne werden durch die enorm schnelle Wasserstoffverbrennung nicht alt --
\quoteon(2019-09-07 09:23 - Fabi in Beitrag No. 2)
Es sind nicht junge Sterne blau, sondern blaue Sterne jung, einfach weil blaue Sterne nur kurz (astronomisch gesehen) "leben".
\quoteoff
stimmt also.
Grüße,
PhysikRabe
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Fabi
Senior
Dabei seit: 03.03.2002
Mitteilungen: 4586
| Beitrag No.8, eingetragen 2019-09-07
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\quoteon(2019-09-07 14:45 - PhysikRabe in Beitrag No. 7)
Genau so ist es. Junge Sterne produzieren viel Energie aufgrund von Wasserstoffverbrennung; dadurch erscheinen diese Sterne bläulicher. Je älter ein Stern, desto geringer wird der Wasserstoff-Vorrat und weniger Energie wird produziert, wodurch er zunehmend rötlicher erscheint. Die Aussage
\quoteoff
Hast du dafür eine Referenz? Die Strahlungsleistung eines Sterns ist mWn eben NICHT höher, wenn noch viel Wasserstoff da ist, genau im Gegenteil; siehe zB https://en.wikipedia.org/wiki/Faint_young_Sun_paradox.
Oder von https://en.wikipedia.org/wiki/Main_sequence#Formation_and_evolution:
A star remains near its initial position on the main sequence until a significant amount of hydrogen in the core has been consumed, then begins to evolve into a more luminous star. (On the HR diagram, the evolving star moves up and to the right of the main sequence.)
Oder http://curious.astro.cornell.edu/about-us/82-the-universe/stars-and-star-clusters/measuring-the-stars/390-do-the-magnitudes-and-colors-of-stars-ever-change-intermediate:
A star will spend most of its lifetime turning hydrogen into helium in its core; this nuclear reaction releases energy and makes the star shine. During this phase, a given star's colour and magnitude remain essentially the same (we call this phase of a star's life the main sequence phase).
Für die Farbe spielt natürlich auch die Größe der Oberfläche eine Rolle; vor der Roten Riesen-Phase ändert sich diese aber wenig - und um einen deutlichen Effekt auf die effektive Oberflächentemperatur bei gleicher oder geringerer Gesamtleistung des Sterns zu erhalten muss die Oberfläche in Anbetracht der 4. Potenz im Stefan-Boltzmann-Gesetz sehr viel kleiner werden.
vG,
Fabi
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PhysikRabe
Senior
Dabei seit: 21.12.2009
Mitteilungen: 2763
Wohnort: Rabennest
| Beitrag No.9, eingetragen 2019-09-07
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Nichts davon widerspricht dem, was ich geschrieben habe. :-)
\quoteon(2019-09-07 15:25 - Fabi in Beitrag No. 8)
Hast du dafür eine Referenz?
\quoteoff
Siehe z.B. hier, oder ein Astrophysik-Buch deiner Wahl. Zitat aus dem Link:
"Basically, it turns out that the hotter (and therefore bluer) a star is while it's on the main sequence, the faster it burns its hydrogen and the quicker it dies. So if you see a blue star on the main sequence, you know it must be relatively young - otherewise it would have burnt out already. But the converse isn't true - that is, just because you see a red star doesn't mean that it's old!"
\quoteon(2019-09-07 15:25 - Fabi in Beitrag No. 8)
Die Strahlungsleistung eines Sterns ist mWn eben NICHT höher, wenn noch viel Wasserstoff da ist, genau im Gegenteil; siehe zB https://en.wikipedia.org/wiki/Faint_young_Sun_paradox.
\quoteoff
Vorsicht, hier missverstehst du etwas: Bei diesem Paradoxon geht es um die effektive Strahlungsleistung auf der Erde, nicht um eine Eigenschaft der Sonne.
\quoteon(2019-09-07 15:25 - Fabi in Beitrag No. 8)
Oder von https://en.wikipedia.org/wiki/Main_sequence#Formation_and_evolution:
A star remains near its initial position on the main sequence until a significant amount of hydrogen in the core has been consumed, then begins to evolve into a more luminous star. (On the HR diagram, the evolving star moves up and to the right of the main sequence.)
Oder http://curious.astro.cornell.edu/about-us/82-the-universe/stars-and-star-clusters/measuring-the-stars/390-do-the-magnitudes-and-colors-of-stars-ever-change-intermediate:
A star will spend most of its lifetime turning hydrogen into helium in its core; this nuclear reaction releases energy and makes the star shine. During this phase, a given star's colour and magnitude remain essentially the same (we call this phase of a star's life the main sequence phase).
\quoteoff
Das ist beides richtig. :-) Wir sprechen aber von einem Trend im Laufe der gesamten Lebensdauer eines Sterns, nicht nur während er sich auf der Hauptreihe befindet (beachte meine Hervorhebung in deinem Zitat). Und höhere Leuchtkraft bedeutet nicht zwingend höhere Temperatur (der Stern bewegt sich immer nach rechts im HR-Diagramm, wird also rötlicher und damit kälter).
Zur Zusammenfassung: Junge Sterne sind nicht zwingend blau im eigentlichen Sinne, aber sie sind (relativ!) bläulicher als alte Sterne, d.h. sie werden im Laufe ihres Lebens rötlicher und dabei kälter. Ist ein Stern aber echt blau, so ist er relativ jung. Umgekehrt sind rote Sterne nicht zwingend alt, aber alle alten Sterne sind rot. Das kann man auch im HR-Diagramm gut sehen.
Grüße,
PhysikRabe
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Fabi
Senior
Dabei seit: 03.03.2002
Mitteilungen: 4586
| Beitrag No.10, eingetragen 2019-09-07
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\quoteon(2019-09-07 14:45 - PhysikRabe in Beitrag No. 7)
Genau so ist es. Junge Sterne produzieren viel Energie aufgrund von Wasserstoffverbrennung; dadurch erscheinen diese Sterne bläulicher. Je älter ein Stern, desto geringer wird der Wasserstoff-Vorrat und weniger Energie wird produziert, wodurch er zunehmend rötlicher erscheint. Die Aussage
\quoteoff
https://en.wikipedia.org/wiki/Faint_young_Sun_paradox :
Early in Earth's history, the Sun's output would have been only 70 percent as intense as it is during the modern epoch, owing to a higher ratio of hydrogen to helium in its core.
Was missverstehe ich hier? Und wieso sollte früher weniger Strahlungsleistung von einer gleich hellen oder helleren Sonne auf der Erde angekommen sein? :-?
Den Beitrag deines Links zur Diskussion verstehe ich nicht. Daraus:
For most of a star's life, it is on the "main sequence", which means that it is undergoing nuclear burning of hydrogen in its center and the energy produced from that process balances it against the force of gravity. When it runs out of hydrogen to burn, the star becomes unbalanced, and its size and temperature can change.
Auch das lese ich so, dass sich die Temperatur eines Sterns nicht wesentlich verändert, während er auf der Hauptreihe ist.
https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0312522.pdf das Diagramm auf Seite 4: Die Temperatur der Sonne ist seit ihrer Entstehung langsam, aber stetig gestiegen und eben nicht gesunken , d.h. wenn überhaupt ist die Sonne heute "blauer" als früher.
Dass sich Sterne zu roten Riesen entwickeln, die dann wieder kühler werden, habe ich nie bestritten. Aber junge Sterne sind nicht blauer as mittelalte Sterne, eher im Gegenteil.
vG,
Fabian
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PhysikRabe
Senior
Dabei seit: 21.12.2009
Mitteilungen: 2763
Wohnort: Rabennest
| Beitrag No.11, eingetragen 2019-09-07
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\quoteon(2019-09-07 16:26 - Fabi in Beitrag No. 10)
https://en.wikipedia.org/wiki/Faint_young_Sun_paradox :
Early in Earth's history, the Sun's output would have been only 70 percent as intense as it is during the modern epoch, owing to a higher ratio of hydrogen to helium in its core.
Was missverstehe ich hier? Und wieso sollte früher weniger Strahlungsleistung von einer gleich hellen oder helleren Sonne auf der Erde angekommen sein? :-?
\quoteoff
Ich habe keine Ahnung, und muss zugeben, den Artikel nicht komplett gelesen zu haben. Ehrlich gesagt habe ich von diesem Paradoxon zuvor noch nie gehört (Stellarphysik ist nicht mein Spezialgebiet in der Astrophysik).
\quoteon(2019-09-07 16:26 - Fabi in Beitrag No. 10)
Den Beitrag deines Links zur Diskussion verstehe ich nicht. Daraus:
For most of a star's life, it is on the "main sequence", which means that it is undergoing nuclear burning of hydrogen in its center and the energy produced from that process balances it against the force of gravity. When it runs out of hydrogen to burn, the star becomes unbalanced, and its size and temperature can change.
Auch das lese ich so, dass sich die Temperatur eines Sterns nicht wesentlich verändert, während er auf der Hauptreihe ist.
\quoteoff
Das ist daraus nicht abzulesen. Das kann zwar stimmen, muss aber nicht. Und noch einmal: Bei dem was ich gesagt habe geht es nicht ausschließlich um die Lebenszeit eines Sterns in der Hauptreihenphase; Sterne, die sich dort befinden, sind im Allgemeinen nicht wirklich "alt", bzw. müssen es nicht unbedingt sein.
Das Zitat geht übrigens so weiter:
"For some stars, particularly those that start off very hot, the temperature at this point in the star's life will tend to decrease and therefore the star will become red."
Die Sterne, die zu Beginn nicht so heiß sind, brauchen eben entsprechend länger. Aber ein Stern, der zuvor im bläulichen Bereich war, kann nicht rot werden, ohne abzukühlen. Auch hier betone ich noch einmal, dass es um einen relativen Trend geht! Nicht alle jungen Sterne sind blau!
\quoteon(2019-09-07 16:26 - Fabi in Beitrag No. 10)
https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0312522.pdf das Diagramm auf Seite 4: Die Temperatur der Sonne ist seit ihrer Entstehung langsam, aber stetig gestiegen und eben nicht gesunken , d.h. wenn überhaupt ist die Sonne heute "blauer" als früher.
\quoteoff
Das ist zwar interessant (wusste ich nicht), sagt aber nichts über die Entwicklung auf langen Zeitskalen in die Zukunft aus. Dass sich die Sonne letztendlich zu einem roten Riesen entwickeln wird, ist klar. Dabei muss sie sich abkühlen.
\quoteon(2019-09-07 16:26 - Fabi in Beitrag No. 10)
Dass sich Sterne zu roten Riesen entwickeln, die dann wieder kühler werden, habe ich nie bestritten.
\quoteoff
Nicht alle Sterne entwickeln sich zu roten Riesen (siehe hier). Aber die meisten enden auf die eine oder andere Weise als weiße Zwerge, wodurch sie noch einmal kurzfristig heißer und heißer werden (Bewegung nach links im HR-Diagramm). Das hat aber nichts mit dem prinzipiellen Trend in der Entwicklung zu tun, um den es ja in diesem Thread geht (die Frage war, ob "junge" Sterne blau sind).
\quoteon(2019-09-07 16:26 - Fabi in Beitrag No. 10)
Aber junge Sterne sind nicht blauer as mittelalte Sterne, eher im Gegenteil.
\quoteoff
Im Gegenteil? Wie soll das gehen? Junge Sterne sind nicht unbedingt blau, aber wenn man sie mit gleichartigen (!) Sternen im Laufe ihrer Entwicklung vergleicht, sind sie blauer als ihre alten "Artgenossen". Vergleicht man einen gegebenen Stern mit allen (!) anderen Sternen, so kann es natürlich Sterne geben, die jünger sind, obwohl sie rötlicher sind. All das kann aus dem HR-Diagramm abgelesen werden und sollte daher außer Frage stehen.
Grüße,
PhysikRabe
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