Abenteuer-Universum

Wie geht das denn bei der Größe mit der Masse?

https://www.swr.de/swraktuell/so-gross- ... index.html

Auch gerade gelesen. Das passt schon, 85-fache Jupitermasse, tüchtig zusammengequetscht. Das reicht, um Fusionen zu zünden. Der ist wirklich einer der kleinsten...

Gruß
gravi

Was ich halt nicht verstehe . Woher nimmt dieser saturngroße Körper die Gravitation, um 83 Jupitermassen ansich zu binden?

Frank hat geschrieben: ↑
13. Jul 2017, 10:12
Was ich halt nicht verstehe . Woher nimmt dieser saturngroße Körper die Gravitation, um 83 Jupitermassen ansich zu binden?

Andersrum wird die Frage richtig

Es war eine "Materialwolke" von 83 Jupitermassen da, die sich aufgrund der Eigengravitation auf einen Durchmesser kleiner Jupiter verdichtet hat.
Damit reichen Dichte und Druck im Zentrum aus, eine stabile Wasserstoff-Fusion zu zünden und aufrecht zu erhalten.
Es gibt also eine beobachtete Untergrenze des Wasserstoffbrennens mit Minimum an Masse und Größe, eine Massen-Durchmesser-Beziehung gibt es nicht.

Wären weniger als 83 Jupitermassen dagewesen, wäre ein brauner Zwerg ohne Fusion als "verhinderter Stern" mit größerem Durchmesser entstanden.
EBLM J0555-57Ab umläuft seine Sonne in 7,8 Tagen, seine Oberfläche ist trotz Fusion kälter als die von so manchen engen Hot-Jupiters.

Er ist aber nur der "zweite", 2013 wurde über 2MASS J0523-1403 berichtet https://arxiv.org/abs/1312.1736 "The Hydrogen Burning Limit".

Grüße Dip

Frank hat geschrieben: ↑
13. Jul 2017, 06:27
https://www.swr.de/swraktuell/so-gross- ... index.html

Hallo zusammen,

die Ueberschrift im Artikel ist leider etwas reisserisch: wie weiter unten im Text geschrieben meinen die "kleinster bekannter Stern des Universums". Dass sich der kleinste Stern des riesigen Universums ausgerechnet in unserer Nähe aufhält wäre ja schon ein rechter Zufall.

Freundliche Grüsse, Ralf

Von den kleinsten sollten es aber sehr viele geben, wegen des "Hydrogen Burning Limit" müßte die untere Grenze mit 0,08 = 8% Sonnenmasse "sehr scharf" sein.

Zwergsterne bis 20% Sonnenmasse sind eigentlich die häufigsten Objekte, wir finden sie nur (als Einzelgänger) schlecht, weil sie so lichtschwach sind.
Trotzdem sind sie interessant, weil sich bei ihnen, wenn man einen gefunden hat, gut nach erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone suchen läßt.
Sie zappeln viel besser meßbar als ein sonnenähnlicher Stern, wenn Planeten rumzerren, bei 0,08 Mo sind die Durchmesser im Bereich von 0,08-0,09 der Sonne.

Wir haben ja noch einen dritten im Bunde - den Trappist 1a mit so 0,083 Masse und 0,11 Durchmesser, gleich 7 Planeten gefunden.

Grüße Dip

PS: EBLM J0555-57Ab scheint mir ein Sonderfall, wenn die Ausgangswolke fragmentiert wäre, hätten wir statt seiner mehrere Hot-Jupiter
um ihn selber wird es bei dieser Konstellation wohl keine Planeten geben, um seine Zentralsonne sind weiter draußen welche wahrscheinlich

Herr5Senf hat geschrieben: ↑
13. Jul 2017, 13:40
Von den kleinsten sollten es aber sehr viele geben, wegen des "Hydrogen Burning Limit" müßte die untere Grenze mit 0,08 = 8% Sonnenmasse "sehr scharf" sein.

Zwergsterne bis 20% Sonnenmasse sind eigentlich die häufigsten Objekte, wir finden sie nur schlecht, weil sie so lichtschwach sind.
Trotzdem sind sie interessant, weil sich bei ihnen, wenn man einen gefunden hat, gut nach erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone suchen läßt.
Sie zappeln viel besser meßbar als ein sonnenähnlicher Stern, wenn Planeten rumzerren, bei 0,08 Mo sind die Durchmesser im Bereich von 0,08-0,09 der Sonne.

Wir haben ja noch einen dritten im Bunde - den Trappist 1a mit so 0,083 Masse und 0,11 Durchmesser, gleich 7 Planeten gefunden.

Grüße Dip

Im Massenvergleich ja, aber ich glaube wir reden da an einander vorbei. Es geht hier wohl mehr um die Ausmasse der Sterne und Trappist-1a ist wohl um einiges größer als der Saturn. Die Begrenzungen bis 75 er Jupitermassen für eben braunen Zwerg war mir auch vorher bekannt. Es geht aber um diesen Winzling, der zwar 83 Jupitermassen hat, aber noch nicht mal so gross ist wie Jupiter.
Was kommt als nächstes, von den Ausmasse ein roter Zwerg, aber mit 2 Sonnenmassen?

Die eigentliche Frage sehe ich hier:

Wenn man Himmelskörper aus vornehmlich Wasserstoff plus ein wenig Helium anschaut ("Wasserstoffgasbälle") und fragt welche Größe sie bei welcher Masse haben, dann stellt man offenbar fest, dass es einen Bereich gibt, wo gilt: mehr Masse -> größerer Durchmesser.
Hätte der Jupiter z.B. die doppelte Masse, so wäre er auch größer.

Nun haben wir aber auf der anderen Seite diesen Kleinststern mit 83 Jupitermassen, der aber gleichzeitig kleiner und nicht größer als Jupiter ist.
Und das kann ja wohl kaum daran liegen, dass diese Sonne viel heißer als Jupiter ist, denn Hitze sorgt für mehr Ausdehnung und nicht umgekehrt.
D.h.: Obwohl dieser Stern heißer ist, ist er bei 83 Jupitermassen kleiner als Jupiter.
Daraus folgt: Es muss einen Umkehrpunkt geben, ab dem nicht mehr gilt: "mehr Masse-> größerer Durchmesser", sondern das genaue Gegenteil.
Das muss dann der Fall sein, wenn die Gravitation endgültig die Überhand gewinnt.

Die spannende Frage wäre:
Bei welcher Masse liegt dieser Umkehrpunkt ungefähr? Ab wann sorgt eine zusätzliche Masse für eine Verkleinerung eines Himmelskörpers statt für eine Vergrößerung?

Weil Frank mich nicht verstehen wollte

mach ich's nochmal pi*

mit Juppi geht's am besten:

Braune Zwerge liegen im Massebereich 13(?) - 75* Mjup, sie haben fast unabhängig(!) von der Masse etwa Jup-Größe, die schweren werden dabei kleiner.
Ab 80 Mjup sind "Mini-Sterne" möglich, die haben auch etwa Jup-Größe, aber es gibt auch Braune Zwerge bis 90*Jup, hängt von der Chemie ab.

Bynaus hat auf astronews verlinkt http://iopscience.iop.org/article/10.38 ... a76df/meta zwei BZw als Binärsystem mit jeweils nur 3,7*Mjup.
Der Übergang (Enstehung nach Planeten-/ oder Sternmechanismus) scheint im Bereich - 1*Jup mit den Überjups bis 13*Jup - so ab ca. 4*Jup fließend zu sein.
Im Planetensystem kommen Juppi-Planeten (Akkretion) zustande, beim Wolkenkollaps die größeren Braunen Zwerge, (ausnahmsweise) auch in einem Sonnensystem.

Der Bereich zwischen 75* - 80* Mjup ist "sowas wie instabil", wenn eine H-Fusion zündet, kann der Außendruck auf das heißere Zentrum den steigenden Innendruck
nicht kompensieren, die kritische Dichte wird nicht eingehalten, die Fusion erlischt wieder - also rein mit de' Stühle oder raus - nach Abkühlung wieder Verdichtung.
Es ist ein sicherer Gravitationsüberschuß, d.h. ca. 5* Mjup nötig, damit der Außendruck reicht, die Fusionsbedingungen zu stabilisieren.
Je nach Chemie der Ausgangswolke und der Wackelei ab 75* Mjup liegt der "Entscheidungsbereich ob oder nicht" für den Mini-Stern zwischen 80* - 90* Mjup.
Bei höheren Massen würde dann auch der Durchmesser des Sterns entsprechend mitwachsen, die höhere Temperatur bläht die Außenschichten auf.

PS: wichtig ist das Halten der kritische Dichte im Zentrum, die mittlere Dichte der Sonne ist auch nur 1,4 g/cm³, fast genau diese mittlere Dichte hat Jupiter auch.

Grüße Dip

Herr5Senf hat geschrieben: ↑
13. Jul 2017, 21:06
Weil Frank mich nicht verstehen wollte mach ich's nochmal pi* mit Juppi geht's am besten:

Braune Zwerge liegen im Massebereich 13(?) - 75* Mjup, sie haben fast unabhängig(!) von der Masse etwa Jup-Größe, die schweren werden dabei kleiner.
Ab 80 Mjup sind "Mini-Sterne" möglich, die haben auch etwa Jup-Größe, aber es gibt auch Braune Zwerge bis 90*Jup, hängt von der Chemie ab.

Bynaus hat auf astronews verlinkt http://iopscience.iop.org/article/10.38 ... a76df/meta zwei BZw als Binärsystem mit jeweils nur 3,7*Mjup.
Der Übergang (Enstehung nach Planeten-/ oder Sternmechanismus) scheint im Bereich - 1*Jup mit den Überjups bis 13*Jup - so ab ca. 4*Jup fließend zu sein.
Im Planetensystem kommen Juppi-Planeten (Akkretion) zustande, beim Wolkenkollaps die größeren Braunen Zwerge, (ausnahmsweise) auch in einem Sonnensystem.

Der Bereich zwischen 75* - 80* Mjup ist "sowas wie instabil", wenn eine H-Fusion zündet, kann der Außendruck auf das heißere Zentrum den steigenden Innendruck
nicht kompensieren, die kritische Dichte wird nicht eingehalten, die Fusion erlischt wieder - also rein mit de' Stühle oder raus - nach Abkühlung wieder Verdichtung.
Es ist ein sicherer Gravitationsüberschuß, d.h. ca. 5* Mjup nötig, damit der Außendruck reicht, die Fusionsbedingungen zu stabilisieren.
Je nach Chemie der Ausgangswolke und der Wackelei ab 75* Mjup liegt der "Entscheidungsbereich ob oder nicht" für den Mini-Stern zwischen 80* - 90* Mjup.
Bei höheren Massen würde dann auch der Durchmesser des Sterns entsprechend mitwachsen, die höhere Temperatur bläht die Außenschichten auf.

PS: wichtig ist das Halten der kritische Dichte im Zentrum, die mittlere Dichte der Sonne ist auch nur 1,4 g/cm³, fast genau diese mittlere Dichte hat Jupiter auch.

Grüße Dip

Das vorherige Bild kommt zwar leider ohne Erklärung rüber, müßte aber einen jungen Braunen Zwerg mit ca. 2.500 K Oberflächentemperatur zeigen.
Wenn die Kontraktionsenergie abgestrahlt wird, so unter 1.000 K schrumpfen die Dinger auf 80% und ziemlich genau Jupitergröße.

@Frank, warum machst du Vollzitate? von direkt darüber liegenden Posts, verschwendet doch Speicherplatz und die Schrift ist auch kleiner

Herr5Senf hat geschrieben: ↑
13. Jul 2017, 22:13
Das vorherige Bild kommt zwar leider ohne Erklärung rüber, müßte aber einen jungen Braunen Zwerg mit ca. 2.500 K Oberflächentemperatur zeigen.
Wenn die Kontraktionsenergie abgestrahlt wird, so unter 1.000 K schrumpfen die Dinger auf 80% und ziemlich genau Jupitergröße.
@Frank, warum machst du Vollzitate? von direkt darüber liegenden Posts, verschwendet doch Speicherplatz und die Schrift ist auch kleiner

Das Bild habe ich gestern per Smartphone eingepflegt und da ist es ziemliches Gefummel ein Zitat anzupassen.

Für den Laien, oder Hobbyastronom, beutet je mehr Masse umso größer. Das es im Grund ein wenig anders ist, habe ich nun gelernt. Das die Gravitation natürlich zunimmt, je mehr Masse vorhanden ist auch klar. Nur war es für mich z.B. neu, weil halt nicht zu Ende gedacht, dass der Strahldruck bei einem braunen Zwerg halt nicht so groß ist und er dann sogar wieder schrumpft, wenn Selbiger nachlässt ist nur logisch. Leider habe ich es erst jetzt verstanden.(Unter anderem des Wegen bin ich auch hier)
Ich möchte dich aber bitten das du berücksichtigst, dass hier kein reines Fachforum ist und der Bildungsstand des Einen u.U. sehr viel höher ist, als der eines Anderen.

Ich hab mir nun einmal ein paar Daten von großen Gasplaneten/Gas-Exoplaneten angeschaut, bezüglich Verhältnis Masse/Volumen.
Schaut so aus:

: Planeten800.jpg (36.61 KiB) 8497 mal betrachtet

Der grüne Punkt ist der Jupiter, der blaue Punkt der Saturn, der Rest sind Exoplaneten.
Man sieht, dass man nichts sieht...

...also keine klare Tendenz beim Verhältnis Masse/Volumen von Gasplaneten.
Immerhin sieht man umgekehrt, dass Planeten mit Jupitermasse (oder weniger) auch viel größer als unser Jupiter sein können und Planeten mit vielfacher Jupitermasse genau so groß wie er sein können.

Dann ist noch dieses Vergleichsbild hier mit braunen Zwergen interessant:
https://de.wikipedia.org/wiki/Brauner_Z ... _01_de.png
https://commons.wikimedia.org/wiki/File ... _01_de.png
(Links zu https-Bildern scheine ich nicht direkt einbinden zu können oder ich weiß nicht wie es geht...

)

...man sieht dort, dass braune Zwerge nicht größer als Jupiter sein müssen, scheints eher im Normalfall Jupitergröße haben, obwohl heißer, obwohl viel mehr Masse.

Das läuft m. E. auf folgendes heraus:
Man kann im allgemeinen bei Gasreisen (und den nächst-massereichen Objekten: Y-Zwerge, Braune Zwerge, usw.) nicht sagen, dass mehr Masse auch mehr Volumen bedeutet.
Eher sorgt größere Masse wegen der dann größeren Schwerkraft zu größerer Dichte bei unverändertem Volumen, selbst unter Kompensation der höherenTemperatur (oder gerade deshalb, sonst würde wohl gelten: größere Masse -> weniger Volumen).
Um Genaueres sagen zu können muss man nicht nur die Elementzusammensetzung, den inneren Aufbau und die Temperaturen kennen sondern auch noch das Alter (ganz wie bei den Sternen mit ihrer Hauptreihe, usw.), denn Gasplaneten kontrahieren mit der Zeit, werden also mit der Zeit kleiner (und kälter).

Da würde es mich dann auch grad interessieren, wie groß Saturn und Jupiter in der Frühzeit unseres Sonnensystems wohl waren...

Hallo zusammen,

vielleicht habe ich es nur übersehen: die schweren Braunen Zwerge sind entartet, d.h. aus physikalischer Sicht "ultraleichte Weisse Zwerge aus Wasserstoff".

Freundliche Grüsse, Ralf

Hallo, es gibt Bewegung an der Obergrenze:

In SuW 8/17 ist ein Hinweis auf ein Paper von Dupuy & Liu, die ein paar Dutzend Braune Zwerge und Zustandsmodelle ausgewertet haben.
Demnach sollte die Obergrenze bei 70 Mjup (nicht 80) liegen bei einer Oberflächentemperatur unter 1.300 °C.
Ich verstehe es erstmal so, daß höhere Temperaturen auf stabiles Wasserstoffbrennen hinweisen - also die Sterndefinition erfüllen.

Wer viel über Braune Zwerge wissen möchte https://arxiv.org/pdf/1703.05775.pdf "Individual Dynamical Masses of Ultracool Dwarfs"
Naja, ein bißchen Zeit nehmen, sind auch nur 289 Seiten

Grüße Dip

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