Nehmen wir an, ich hätte eine Tasche, die, wenn sie auf den Kopf gestellt wird, anfängt, Eisenspäne auszuschütten und niemals aufhört. Viola, da ist meine unendliche Eisenquelle. Nehmen wir an, ich habe dieses Eisen einfach weiter zusammengeworfen, bis ich eine Eisenkugel von der Größe der Erde, des Jupiters, der Sonne hatte, und weitergemacht?
Nach meinem Verständnis würde eine sich selbst erhaltende Fusion nicht stattfinden, da Eisen zum Verschmelzen mehr Energie benötigt, als es freisetzt. Soll das heißen, dass überhaupt keine Fusion stattfinden würde? Könnte ich einfach so lange Eisen abladen, bis mein großer alter Eisenball jetzt ein schwarzes Loch ist? Würde eine gewisse Fusion in der Mitte der Eisenkugel stattfinden und einfach nicht zur Außenseite der Kugel fortgepflanzt werden?
Ihre Eisenkugel könnte bis zu 1,2 Sonnenmassen erreichen, bevor etwas Drastisches passieren würde.
Bis zu diesem Zeitpunkt konnte der Ball durch Elektronenentartungsdruck gestützt werden. Die Eisenkugel würde sich auf etwa die Größe der Erde oder etwas kleiner zusammenziehen, das Innere würde sich ausreichend erwärmen, um das Eisen vollständig zu ionisieren. Die Elektronen wären so dicht gepackt, dass das Pauli-Ausschlussprinzip verlangt, dass viele von ihnen Zustände mit hohem Impuls einnehmen, und dies liefert den unterstützenden Druck.
Je massiver jedoch eine solche Kugel wird, desto kleiner wird ihre Größe und desto höher ihre Dichte. Um ungefähr kg/m , ist die Fermi-Energie des Elektrons hoch genug, um im Eisen einen inversen Beta-Zerfall zu induzieren (ein Proton in ein Neutron umzuwandeln). Die Entfernung freier Elektronen bringt die Kugel in Instabilität und sie kollabiert.
Von dort aus ist es die grundlegende Geschichte einer Kernkollaps-Supernova. Das Eisen wird photozersetzt; Die meisten Elektronen und Protonen verbinden sich zu Neutronen und Neutrinos. Im Gegensatz zu einer Kernkollaps-Supernova gibt es jedoch keine Hülle über dem Kern, sodass es mir nicht klar ist, über die Freisetzung hinaus J der Neutrinoenergie, dass es eine Supernova im herkömmlichen Sinne geben würde.
Der Zusammenbruch dauert ungefähr eine Sekunde und wird durch die abstoßende Natur der starken Kernkraft zwischen Nukleonen gestoppt, die näher als ein Femtometer gebracht werden. Der heiße Überrest wird "abprallen" und sich dann als Neutronenstern mit einem Radius von etwa 10 km stabilisieren.
Es ist fast sicher, dass Sie kein schwarzes Loch bekommen würden. Während Neutronensterne mit Massen von nur 1,1 bis 1,2 Sonnenmassen in Supernovae entstehen, sehen wir keine Schwarzen Löcher (oder zumindest noch nicht) mit Massen unter etwa 4 Sonnenmassen.
Um auf den Kommentar von CuriousOne einzugehen. Ich denke, es müsste während des Zusammenbruchs eine Nukleosynthese geben (zB r-Prozess-Neutroneneinfang und die Produktion von sehr neutronenreichen Isotopen). Ich halte es jedoch für unwahrscheinlich, dass viel von diesem Material entweichen und in den Neutronenstern eingebaut werden würde. Einige schwere, neutronenreiche Elemente wären dann Teil der Neutronensternkruste.
Eine Supernova tritt auf, wenn der Kern eines supermassiven sterbenden Sterns beginnt, Eisen und schwerere Elemente unter massivem Gravitationsdruck zu verschmelzen. Die Reaktion ist endotherm, im Gegensatz zur Verschmelzung leichterer Elemente (Eisen ist die Spitze), sodass der resultierende nach außen gerichtete Strahlungsdruck aufhört, der nach innen gerichteten Gravitationskraft entgegenzuwirken, und der Stern in sich zusammenfällt.
Der Druck wird hoch genug, um Elektronen und Protonen zu Neutronen zu verschmelzen, die ladungsneutral sind und sich nicht abstoßen (Entartungsdruck), und der Kern zieht sich im Bruchteil einer Sekunde um den Faktor 10.000 zusammen und wird zu einem festen Kern gepackte Kugel, die nur aus Neutronen besteht (entartete Materie).
Die äußeren Schichten des Sterns kollabieren auf diesem unglaublich dichten Objekt und prallen in einer spektakulären Schockwelle davon ab ... einer Supernova. Die dabei entstehende Hitze verdampft das Material und bringt es zum Leuchten. Abhängig von der Masse des verbleibenden Kerns würden Sie entweder einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch erhalten.
Ich nehme an, dies wäre der Glaube Ihrer supermassiven Eisenkugel :)
Neugierig
Ascher