Wie sind all die schweren Elemente auf der Erde hierher gekommen?

Ich habe oft gelesen, dass ein Stern der ersten Generation zu einer Supernova wurde und unser Sonnensystem besäte. Es ist bekannt, dass Sterne, die zu einer Supernova werden, die Quelle von Elementen sind, die schwerer als Eisen sind. Ich glaube, ich habe aus folgenden Gründen Probleme mit diesen Aussagen:

  1. Die ausgestoßene Materie von Supernovas muss sich mit einem guten Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Wenn sich die ausgestoßene Materie also so schnell bewegt, wie kann sie unser Sonnensystem säen? Müsste sich die ausgestoßene Materie nicht langsam genug bewegen, um gravitativ angezogen zu werden? (Vielleicht ist eine bessere Frage, was in diesem Fall Seed bedeutet, weil ich es eindeutig nicht verstehe.)
  2. Was bedeutet hier ein Star der ersten Generation? Ist dies ein Stern, der früher oder später im Leben des Universums entstanden ist? Der Grund, warum ich das frage, wenn die Supernova früh auftrat, als die Expansion des Universums schnell war, dann könnte ich sehen, wie eine Supernova ein Sonnensystem besäen würde.
"Supernerova sind die Quelle von Elementen, die schwerer als Eisen sind". Nein, nur etwa die Hälfte. Der Rest, insbesondere Ba, Sr, Y, Eu, Zr, Pb, stammt hauptsächlich von relativ massearmen Sternen, die die asymptotische Riesenzweigphase durchlaufen. Ihre Aussage ist richtig für Elemente, die schwerer als Blei sind.

Antworten (2)

Der Auswurf einer Supernova bewegt sich tatsächlich mit einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit (irgendwo um die 10%-Marke). Allerdings bleibt es nicht ewig bei dieser Geschwindigkeit. Wenn sich die Supernova-Ejekta nach außen ausdehnt, erzeugt sie eine Materialhülle, die tatsächlich Partikel im Umgebungsmedium sammelt (typische interstellare Dichten liegen bei etwa 1 Partikel pro Kubikzentimeter, viel höher in Molekülwolken ) .

Nach einigen hundert Jahren tritt der Supernova-Überrest in die Sedov-Phase ein , in der sich die Geschwindigkeit des Auswurfs bei etwa bewegt

v ( T ) = β ( E 0 N 0 ) 1 / 5 T − 3 / 5 P C / S
Nach einigen tausend Jahren verlangsamt sich die Geschwindigkeit des Überrests auf ungefähr die Schallgeschwindigkeit des interstellaren Mediums (einige km/s) – an diesem Punkt können wir den Supernova-Überrest nicht vom interstellaren Medium unterscheiden. Das Material, das Teil des Sterns war, wird mit dem umgebenden interstellaren Medium vermischt und so mit schwereren Elementen geimpft.

Was die Sterne der ersten Generation betrifft, so bedeutet dies typischerweise die metallarmen Sterne (wobei metallarm typischerweise bedeutet [ F e / H ] = Protokoll 10 ⁡ ( N F e / N H ) < − 1 ), die wir Sterne der Population II nennen , im Gegensatz zu den metallreicheren Sternen der Population I. Selten bedeutet es die kosmologisch alten Sterne der Population III (beachten Sie, dass wir diese nicht wirklich beobachtet haben, also sind sie immer noch hypothetisch; das James Webb Space Telescope könnte die Überreste davon einfangen), die eine Metallizität von ungefähr Null haben ( rein H & He).

Normalerweise habe ich Sterne der "ersten Generation" bis zur Population III gesehen. Zwei Beispiele (es gibt noch viele, viele mehr): Umeda & Nomoto, "First-generation black-hole-forming supernovae and the metal plenty pattern of a very iron-poor star." Nature 422.6934 (2003): 871-873.; Silk, "Über die Fragmentierung kosmischer Gaswolken. I-Die Entstehung von Galaxien und die erste Generation von Sternen." The Astrophysical Journal 211 (1977): 638-648.
Schöne Erklärung! Ich habe den Unterschied zwischen metallarmen und metallreichen Stars nicht erkannt, was meine zweite Frage sofort beantwortet hätte. Gibt es einen Link, der weitere Details zu diesem Seeding-Prozess enthält?
@DavidHammen: Ich denke, es hängt hauptsächlich von den Zeitungen/Büchern ab, die Sie lesen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass zum Beispiel Carroll & Ostlie die erste Generation für Pop II verwenden. Dan Whalens Papiere verwenden jedoch die erste Generation, um Pop III zu bezeichnen.
@Carlos: Diese NED-Seite könnte ein guter Anfang sein.

Als das Universum entstand, verschmolz die vorhandene Materie zu Protonen und Neutronen und schließlich zu Atomen. Es wurde beschrieben, dass die leichtesten Elemente zuerst gebildet wurden, hauptsächlich Wasserstoff, die durch Fusion in Sternen weiter in schwerere Elemente wie Helium und Spuren von Lithium und Beryllium umgewandelt wurden. Es ist bekannt, dass durchschnittliche bis kleinere Sterne durch die Fusion von Wasserstoff zu Helium angetrieben werden, und ähnlich größere Sterne verschmelzen schwerere Elemente, um noch schwerere Elemente zu bilden. Anstatt zu argumentieren, dass die Elemente die Erde durch Asteroiden oder Supernova-Eruptionen erreichten, scheint es wahrscheinlicher, dass die Erde ein ausgebrannter Stern ist, der alle Phasen eines Sterns durchlaufen hat und daher reichlich Elemente der schwereren enthält Vielfalt.

Die meisten Sterne werden binär gebildet. Der Komplementärstern der Sonne fehlt. newatlas.com/sun-twin-nemesis-binary-stars/50049 . Es ist sehr wahrscheinlich, dass alle Planeten zusammen die Überreste eines Sterns sind, der zuvor binär zur Sonne war ... neugierig.astro.cornell.edu/physics/56-our-solar-system/…
Bis ein Stern ausbrennt, also von der Hauptreihe in einen Schwarzen Zwerg übergeht, würde es länger dauern als das Alter des Universums. Das schließt deine Hypothese aus.
Es gibt viele falsche Aussagen in dieser Antwort ...
Wie sind all die schweren Elemente auf der Erde hierher gekommen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v