Abenteuer-Universum

Habe mir mal wieder seit langem unseren Heimatstern betrachtet( zumindest hier)

http://abenteuer-universum.de/sterne/sonne.html#zahl

Nun braucht es ja zur Kernfusion ungefähr 15 Mio.° C. Zumindest soll unsere Sonne im Innern diese Temperatur ja erreicht haben. Das führt dann zu den bekannten Prozessen. Die Strahlung macht sich auf einen langen Weg nach draussen und weil sie ständig auf dem Weg nach draussen mit anderen Teilchen kollidiert, kommen an der Oberfläche noch ca. 5500 °C an.
Nun weis man aber auch das die Sonne seit ihrer Entstehung immer heisser wird. Mit sehr weitreichenden Konsequenzen für die Erde und auch letzlich für uns Menschen.

-Heisst das nun, dass die 15 Mio °C im Innern der Sonne durch die Gravitation sich immer mehr erhöht und es zu eine fortschreitenden Erhöhung der Temperatur kommt?

-Ich habe in einem anderen Thread gelernt das die Sonne aber an Masse verliert und somit der´"Gravitationsdruck" mit den Jahrmillionen abnehmen müsste.

-Wie heiss kann denn die Sonne werden, bis das verlassen der Hauptreihe einsetzt und aus ihr ein Roter Riese wird, der ja bekanntlich wesentlich kühler ist?Ich tippe jetzt eiofach mal auf 2 Milliarden Jahre, bis das Heliumbrennen einsetzt.

In ihrer Anfangszeit dürfte die Sonne sogar heißer als heute gewesen sein, die erste Phase ist immer sehr unruhig, bis sich ein konstantes Gleichgewicht einstellt und die ruhige Wasserstofffusion im Kern ungestört abläuft.

Der Masseverlust ist praktisch vernachlässigbar. Wesentlich ist, dass bei nachlassendem Strahlungsdruck im Kern die Gravitation ihn weiter zusammenpresst, bis am Ende das Heliumbrennen zündet. Das ist möglich, weil noch genügend Masse zur Verfügung steht. Durch die weitere Kompression steigen natürlich Druck und Temperatur. Der Kern wird dadurch heißer. Die nun aber freigesetzte größere Strahlungsenergie dehnt die Hülle weiter aus, der Stern geht in die Rote-Riesen-Phase über. Das Äußere kühlt aufgrund der größeren Oberfläche dabei aber ab.

Gruß
gravi

Frank hat geschrieben: ↑
23. Mär 2017, 09:40
[...] -Heisst das nun, dass die 15 Mio °C im Innern der Sonne durch die Gravitation sich immer mehr erhöht und es zu eine fortschreitenden Erhöhung der Temperatur kommt? [...]

Bin mir nicht ganz sicher, aber ich würde intuitiv sagen, dass die Temperaturänderung im Sonneninneren hauptsächlich von der Änderung der chemischen Zusammensetzung beeinflusst wird. Der Massenverlust ist ja recht klein und damit auch die Änderung des Gravitationsdrucks.

Frank hat geschrieben: ↑
23. Mär 2017, 09:40
[...] -Wie heiss kann denn die Sonne werden, bis das verlassen der Hauptreihe einsetzt und aus ihr ein Roter Riese wird, der ja bekanntlich wesentlich kühler ist?Ich tippe jetzt eiofach mal auf 2 Milliarden Jahre, bis das Heliumbrennen einsetzt.

Die Temperatur die im Hertzsprung-Russell-Diagramm verwendet wird ist ja die Oberflächentemperatur des Sterns. Die hat nur indirekt was mit der Zentraltemperatur zu tun.
Sobald sich die Oberflächentemperatur bei gleichbleibender Leuchtkraft merklich ändert, ist die Sonne nicht mehr auf der Hauptreihe. Auf http://abenteuer-universum.de/sterne/stern.html#alpha steht, dass das Heliumbrennen (welches meist das Verlassen der Hauptreihe mit sich bringt) ab einer Zentraltemperatur von 10⁸K einsetzt.

nein, die sonne war zu beginn nicht eisser als heute.
dieursache , warum die sonne heisser wird imlauife der zeit,liegt einfach aran, dass mehr fusions,möglickeiten vorliegen.

zu beginn im wesentlichen nur das wassserstoffbrennen zu Helium + das brennen von heilium zu was weissich, Beryllium, kohlenstoff Sauerstoff. im laufe der zeit kommt durch das wasserstoffbrennen zu Helium mehr Helium dazu , aber das Wasserstoffreservoir bleibt hochgenug um das wasserstoffbrennen gleich zu halten. das zusätzlich erzeigte helim, steht dem heliumbrennen zu verfügung. damit hast du eine zweite hitzequelle die langsam ansteigt, was dazu führt, dass die sonnentemperatur um etwa 10% pro Milliarde Jahre ansteigt.

wie man das genauausrechnet kann dir wohl nur nen Astrophysiker mit entsprechenden sternmodellen sagen. aber qualitativ so in etwa. kurz 2 hitzequellen. H-Brennen + He-Brennen. He-Brennen nimmt im Laufe der Zeit zu da das H-Brennprodukt He ist, das H-Brennen bleibt dagegen über lange zeit nahezu konstant

"heißer"?
Sicher dass das Wort angebracht ist? Soweit ich immer dachte, verwendet man das für mehr Wärme bei gleichbleibender Masse bzw Volumen

Leider gibt es kein Wort für gleich viel Wärme bei kleinerer Masse oder kleinerem (kompakterem?) Volumen ^^

Wie unzulänglich ist schon eine Sprache, welche für zwei völlig unterschiedliche Dinge nur ein Wort kennt... so undifferenziert und unraffiniert diese Sprache

Ich muss nu erst mal mein Schup hoppen sonst sulz ich nur Barfzen und Hue

Mir ist in diesem Kontext aufgefallen, dass die Physik doch stark unter der geringen Auswahl an zur Verfügung stehenden Wörtern leidet, und neue Wörter lernt ein alte Esel (wie z.B. ich) nur schwerlichst

Jetzt nochmal ein ernst gemeinter Beitrag:
Es gibt doch sicher auch die Möglichkeit, dass eine Sternschale auf einer anderen "schwimmt", also Stern im Inneren mit schwer fusionierbarem aber fusionierendem Material im Kern, darüber eine Schale mit noch schwerer brennendem Material welche nicht brennt, und darüber eine Stufe mit leicht brennendem fusonierendem Material.
Weiss jemand, wie oft man sowas stapeln kann?
Da gibt es doch sicherlich ein langsames absinken von frisch fusioniertem Material aus der obersten Schicht nach unten, sobald das Zeug schwer genug ist?
Kennt sich da jemand aus?

gravi hat geschrieben: ↑
23. Mär 2017, 18:35
Der Masseverlust ist praktisch vernachlässigbar. Wesentlich ist, dass bei nachlassendem Strahlungsdruck im Kern die Gravitation ihn weiter zusammenpresst, bis am Ende das Heliumbrennen zündet. Das ist möglich, weil noch genügend Masse zur Verfügung steht. Durch die weitere Kompression steigen natürlich Druck und Temperatur. Der Kern wird dadurch heißer. Die nun aber freigesetzte größere Strahlungsenergie dehnt die Hülle weiter aus, der Stern geht in die Rote-Riesen-Phase über. Das Äußere kühlt aufgrund der größeren Oberfläche dabei aber ab.

Das erscheint mir einleuchtend.

Ich habe noch das hier gefunden:

Durch die zeitliche chemische Veränderung des Sonnenkerns (Helium dominiert nach einer Zeit), müssen Druck und Temperatur für die fortwährend andauernde Kernfusion ein Stück weiter ansteigen. Um Helium zu Kohlenstoff zu fusionieren benötigt ein Stern viel mehr Hitze und Druck als für eine Fusion von Wasserstoff zu Helium.

http://www.gutefrage.net/frage/warum-wi ... er#answers

Die komplette Antwort in dem Link erscheint mir im Prinzip als gute Antwort.
Das produzierte Helium sammelt sich mit der Zeit im Kern (ist ja schwerer als Wasserstoff) und verdünnt den dort vorhandenen Wasserstoff zunehmend und verdrängt ihn auch ein Stück weit aus dem innersten Kern, also der allerheißesten und dichtesten Zone.
Also wird das Wasserstoffbrennen zunächt behindert und der Strahlungsdruck nimmt ab, die Sonne kontrahiert, dadurch erhöht sich der Druck im Kern und die Energieproduktion im Kern nimmt zu und letztendlich expandiert die Sonne und wird heißer.

deltaxp hat geschrieben: ↑
23. Mär 2017, 23:34
das zusätzlich erzeigte helium, steht dem heliumbrennen zu verfügung.

Da hab ich noch Zweifel:

Der Drei-Alpha-Prozess kann nur bei Temperaturen über 100 Millionen Kelvin ablaufen und setzt das reiche Vorhandensein von Helium voraus. Daher tritt er normalerweise nur in den Zentren von Sternen in späten Phasen ihrer Entwicklung auf, in denen ein höherer Druck und höhere Temperaturen als momentan in der Sonne herrschen und bereits ausreichend Helium durch Proton-Proton-Reaktionen oder den Bethe-Weizsäcker-Zyklus (CNO-Zyklus) erzeugt wurde.

https://de.wikipedia.org/wiki/Drei-Alpha-Prozess
... das sollte heute also noch nicht passieren.
Oder doch? Das versteh ich noch nicht. Fusioniert unsere Sonne derzeit nun schon eine wenig Helium oder tut sie es noch nicht?

@Skeltek:
Schau dir das hier an:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schalenbrennen

seeker hat geschrieben: ↑
24. Mär 2017, 15:06
Fusioniert unsere Sonne derzeit nun schon eine wenig Helium oder tut sie es noch nicht?

Darum geht es mir im Grunde ja. Warum wird die Sonne stetig heisser? Das weis man ja.
Was ist der Prozess , der dahinter steckt? Das bereits vorhandene und von Sekunde zu Sekunde mehr werdende Helium klingt mir da am meisten nach Realität.

Es geht ja soweit, dass in 500 Mio Jahren kein höheres Leben mehr möglich sein wird(wie wir es kennen) und in zwei Milliarden Jahren die Erde ein reiner Wüstenplanet sein soll.

Da führt dann nämlich die Aussage , die Sonne ist ja gerade mal an der Hälfte íhres Lebens angelangt , zu ganz neuen Sichtweisen .
500 Mio Jahre sind eine lange Zeit, aber im Vergleich zur vergangen Erdgeschichte, hat das Leben nun nicht nochmal zig Milliarden Jahre Zeit, um sich vielleicht einen anderen Planeten zu suchen, wo es dann weiter gehen kann.

Die Sonne fusioniert noch kein Helium. Der Wasserstoffvorrat im Kern ist gerade mal zu 35% aufgebraucht. Ich sehe auch keinen Grund dafür, dass sie jetzt heißer werden soll. Wie seeker schon richtig beschrieb, reichert sich der Kern aber im Laufe der Zeit immer mehr mit Helium an, das H- Brennen lässt nach, wodurch der Strahlungsdruck geringer wird. Deshalb kontrahiert der Stern, und nach und nach beginnen H-Fusionen in einer Schale um den Kern. Dadurch wird die Sonne aber nicht heißer, es wird ja weniger Energie freigesetzt. Irgendwann ist der Kern soweit kontrahiert, dass die Temperatur auf 100 Mill. K angestiegen ist. Dann zündet das Helium im Kern, durch die hohen Temperaturen bläht sich die Hülle auf. Wie gesagt wird er dadurch aber nicht heißer, sondern kühler durch die große Oberfläche: Roter Riese. Richtig heiß wird's, wenn das Helium im Kern verbraucht ist. Der Stern stößt dann die Hülle ab und ein Weißer Zwerg ist freigelegt, Oberflächentemperatur dann so um die 100 000 K.

Gruß
gravi

@gravi ?
http://www.gutefrage.net/frage/warum-wi ... er-heisser

Komme da zwar nicht ganz mit, hört sich aber sehr wissenschaftlich an.

Ich habe das nochmals in Ruhe gelesen : Ja, die Aussage ist ganz o.k.
Hier mal was sehr übersichtliches zum Thema:

Entwicklung der Sterne

Gruß
gravi

Man muss auch mal Fehler eingestehehn können - was ich hiermit exerziere.
Ich habe nun viel recherchiert, im Web und auch in vielen meiner Bücher. Leider fand ich nirgends eine konkrete Aussage-
doch es ist mit ein wenig Nachdenken einfach sonnenklar:

Im Zentrum wird ja immer mehr des Wasserstoffs zu Heliumkernen fusioniert. Derzeit bei ~ 16 Millionen K. Etwa 35% des H- Vorrates sind verbraucht. Das entstandene Helium bremst nun etwas die Geschwindigkeit der H- Fusion, was bedeutet, dass weniger Energie freigesetzt wird. Darüber freut sich nun die Gravitation, denn sie kann den Kern nun weiter komprimieren. Die logische Folge davon sind Temperatur- und Druckerhöhung. Der Kern wird also heißer, dehnt sich aus und auch durch größere Temperatur der Sonnenradius. Damit steigt auch langsam die Oberflächentemperatur an. Irgendwo las ich dann noch, dass hierdurch die durchschnittliche Temperatur auf der Erde in 0,9 Mrd. Jahren auf über 30 Grad angestiegen sein wird- zuviel, um noch organisches Leben zu erlauben.

Übrigens, den Strahlungsdruck im Kern von sonnenartigen Sternen kann man praktisch fast vernachlässigen. Er wirkt sich erst spürbar bei viel massereicheren Sternen aus. In der Sonne bietet überwiegend die Dichte des Kerns der Gravitation die Stirn, das Elektronengas ist hier auch noch nicht entartet.

Gruß
gravi

gravi hat geschrieben: ↑
26. Mär 2017, 18:27
Irgendwo las ich dann noch, dass hierdurch die durchschnittliche Temperatur auf der Erde in 0,9 Mrd. Jahren auf über 30 Grad angestiegen sein wird- zuviel, um noch organisches Leben zu erlauben.

Bis du sicher das du 30 °C meinst? Das hällt organisches Leben noch durch

Die Sprache ist von der globalen mittleren Temperatur. Sie liegt derzeit bei ~ 15°C (Mittelwert Deutschland: 9.9°C). Wenn die mittlere Temperatur weltweit über 30° beträgt, dürfte es sehr ungemütlich sein...

Gruß
gravi

Frank hat geschrieben: ↑
27. Mär 2017, 10:20

gravi hat geschrieben: ↑
26. Mär 2017, 18:27
Irgendwo las ich dann noch, dass hierdurch die durchschnittliche Temperatur auf der Erde in 0,9 Mrd. Jahren auf über 30 Grad angestiegen sein wird- zuviel, um noch organisches Leben zu erlauben.
Bis du sicher das du 30 °C meinst? Das hällt organisches Leben noch durch

höhere organisches leben, Einzeller werden noch länger halten. die Phase komplexen mehrzelligen lebens ist in der tat insgesamt gesehen recvht kurz. begann vor etwa 500 und endet in 800-900 Millionen jahre. also etwa 1.3-1.4 der rund zehnmilliarden jahre erde. vergleichsweise wenig also

deltaxp hat geschrieben:höhere organisches leben, Einzeller werden noch länger halten. die Phase komplexen mehrzelligen lebens ist in der tat insgesamt gesehen recvht kurz. begann vor etwa 500 und endet in 800-900 Millionen jahre. also etwa 1.3-1.4 der rund zehnmilliarden jahre erde. vergleichsweise wenig also

Hier noch Näheres:

http://www.planet-erde.de/wissen/protok ... atastrophe
http://www.joergresag.privat.t-online.d ... chap82.htm
(die Grafik ganz unten stellt das gut dar)
https://de.wikipedia.org/wiki/Erde#Zukunft

Das mit den 30° kommt schon hin, für höheres Leben.

gravi hat geschrieben: ↑
26. Mär 2017, 18:27
Im Zentrum wird ja immer mehr des Wasserstoffs zu Heliumkernen fusioniert. Derzeit bei ~ 16 Millionen K. Etwa 35% des H- Vorrates sind verbraucht. Das entstandene Helium bremst nun etwas die Geschwindigkeit der H- Fusion, was bedeutet, dass weniger Energie freigesetzt wird. Darüber freut sich nun die Gravitation, denn sie kann den Kern nun weiter komprimieren. Die logische Folge davon sind Temperatur- und Druckerhöhung. Der Kern wird also heißer, dehnt sich aus und auch durch größere Temperatur der Sonnenradius. Damit steigt auch langsam die Oberflächentemperatur an. Irgendwo las ich dann noch, dass hierdurch die durchschnittliche Temperatur auf der Erde in 0,9 Mrd. Jahren auf über 30 Grad angestiegen sein wird- zuviel, um noch organisches Leben zu erlauben.

Ich glaube wichtig dabei ist noch folgendes:

Dass die stark temperaturabhängige Fusionsreaktion nicht thermisch durchgeht und die Sonne explodiert (oder abschaltet), liegt daran, dass zusätzliche Wärmeleistung das Innere von Sternen nicht heißer macht, sondern kälter, denn die normale Wärmeausdehnung des Gases wird verstärkt, indem der gravitative Druck der angehobenen Schichten nachlässt.[14] Diese negative Rückkopplung wirkt sehr schnell, denn Kompressionswellen durchlaufen die Sonne in deutlich unter einer Stunde, siehe Helioseismologie.

Erstaunlich/wichtig ist dort noch folgendes:

Da die Häufigkeit der Kernfusionsreaktionen quadratisch von der Teilchendichte und exponentiell von der Temperatur abhängt, werden 99 % der Fusionsleistung von 3,9 · 10^26 W innerhalb der dichten, heißen Kernzone frei. Innerhalb eines engeren Radius ist die Leistungsdichte höher: In einem Tausendstel des Volumens der Sonne entsteht die Hälfte ihrer Leistung; das ist eine mittlere Leistungsdichte von knapp 140 Watt pro Kubikmeter, nicht mehr als in einem Komposthaufen. Die große Gesamtleistung der Sonne ist also eher die Folge des großen Volumens und die hohe Kerntemperatur eine Folge der dicken Isolierschicht.

https://de.wikipedia.org/wiki/Sonne#Kern

D.h. im Inneren der Sonne laufen eh nicht allzu viele Kernreaktionen, 140 W/m³ Leistung ist erstaunlich wenig.
Wenn das nun mit der Zeit ein wenig wegen der "Heliumvergiftung" abnimmt, dann kontrahiert der Kern weil der Druck nach außen abnimmt, dadurch wird er dichter und heißer, wodurch er unterm Strich dann doch ein klein wenig mehr Energie erzeugt als vorher (im neuen Gleichgewichtszustand des Kerns, Volumen nimmt zwar ab, aber Teilchendichte und Temperatur nehmen zu und letztere wirkt sich exponentiell aus), wobei sich die Sonnenoberfläche dabei ein wenig ausdehnt und ihre Strahlungsleistung erhöht.

Zuletzt:

Hauptreihenstern

Etwa ebenso lange dauerte es, bis sich in der inneren Atmosphäre ein stationärer Verlauf der Zustandsgrößen mit der oben dargestellten Schalenstruktur eingestellt hatte. Damit einher ging die Annäherung an die Hauptreihe. Seither hat sich der Massenanteil des Wasserstoffs in der Konvektionszone um einige Prozentpunkte erhöht, indem er an der Untergrenze der Konvektionszone durch die langsam absinkenden schwereren Elemente nach oben diffundiert ist. Die relativen Häufigkeiten der ‘Metalle’ haben sich dadurch nicht geändert.[24][25] Im Hauptreihenstadium verweilt die Sonne elf Milliarden Jahre. In dieser Zeit steigt die Leuchtkraft auf das Dreifache von 0,7 L☉ auf 2,2 L☉ und der Radius auf fast das Doppelte von 0,9 R☉ auf 1,6 R☉ an. Im Alter von 5,5 Milliarden Jahren, das heißt in 0,9 Milliarden Jahren, überschreitet die mittlere Temperatur auf der Erdoberfläche den für höhere Lebewesen kritischen Wert von 30 °C.[26] Eine weitere Milliarde Jahre später werden 100 °C erreicht. Im Alter von 9,4 Milliarden Jahren versiegt der Wasserstoff im Sonnenzentrum, und die Fusionszone verlagert sich in einen schalenförmigen Bereich um das Zentrum, der sich im Laufe der Zeit weiter nach außen bewegt. Dieser Vorgang führt jedoch vorerst nicht zu einer Veränderung der äußerlich sichtbaren Sonnenparameter.

Im Alter von 11 bis 11,7 Milliarden Jahren verdichtet sich die ausgebrannte Kernzone aus Helium. Durch den damit einhergehenden Temperaturanstieg steigt der Energieumsatz in der Wasserstoffschale. Dabei wächst der Sonnenradius auf 2,3 R☉ an. Die Sonne wird rötlicher und beginnt sich von der Hauptreihe im Hertzsprung-Russell-Diagramm zu entfernen. Bis zu diesem Zeitpunkt beträgt der gesamte Verlust an Masse durch Sonnenwind weniger als ein Promille.

https://de.wikipedia.org/wiki/Sonne#Hauptreihenstern

@seeker: Danke, das hatte ich jetzt auch gelesen.
Es wird also unweigerlich wärmer auf unserem Planeten. Und wir regen uns über den Klimawandel auf...

Gruß
gravi

gravi hat geschrieben: ↑
27. Mär 2017, 19:17
@seeker: Danke, das hatte ich jetzt auch gelesen.
Es wird also unweigerlich wärmer auf unserem Planeten. Und wir regen uns über den Klimawandel auf...

Gruß
gravi

Du Klimaleugner

Nunja, man kann bestimmt ausrechnen(ich nicht

) in welchen Zeitabständen es wärmer wird.

-Fallen nun 1000 Jahre schon etwas ins Gewicht, oder sind 100.000 Jahre da noch gar nichts?
-Ist die Erwärmung der Sonne linear, oder kann es auch Schübe geben, was die Erderwärmung natürlich in einem überschaubaren Zeitraum antreiben würde?

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Warum wird unsere Sonne heisser?

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Und sie wird doch heisser!

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