Besteht die Zusammensetzung von Sternen in Zukunft aus immer mehr schweren Elementen?

Am Anfang bestanden Sterne nur aus dem Wasserstoffelement und durch die Kernfusion dieser Elemente in Sternen und Supernovas entstanden die schwereren Elemente. Aus diesem Grund bestanden die Sterne wie unsere Sonne nicht nur aus Wasserstoff, sondern auch aus Sauerstoff und Kohlenstoff usw.

Nun ist zu erwarten, dass in Zukunft mehr Sterne aus schwereren Elementen bestehen werden oder gibt es Ursachen/Gesetze, die die Sternentstehung von zB Sternen aus Elementen ohne Wasserstoff verbieten.

Eine bemerkenswerte Korrektur. "Am Anfang" bestanden Sterne zu 92% aus Wasserstoff und zu 8% aus Helium pro Atom oder zu etwa 75-25% nach Masse. Spurenmengen von Lithium auch, wenn ich mich richtig an meinen Urknall-Nukleolus erinnere.

Antworten (2)

Die ersten Sterne bestanden aus Wasserstoff und Helium.

Diese reicherten das interstellare Medium (ISM) mit einigen chemischen Elementen quer durch das Periodensystem an, als massereiche Ursterne ihr Leben als Supernovae beendeten.

Nachfolgende Sternengenerationen bereichern weiterhin die ISM, wenn ihr Leben kurz genug ist.

Der allgemeine Kern Ihrer Vorschläge ist also wahr, aber die Anreicherungsrate ist sehr langsam. Die Sonne wurde vor 4,5 Milliarden Jahren geboren, aber sonnenähnliche Sterne, die in den letzten paar Millionen Jahren geboren wurden, haben auch eine Metallizität, die mit der Sonne übereinstimmt.

Warum ist das? Nun, die Sternentstehung ist ziemlich ineffizient; nur etwa 10 Prozent einer kollabierenden Gaswolke landen in Sternen. Dann verarbeitet ein Stern nur etwa 10-20 Prozent seiner Masse als Kernbrennstoff; und dann wird nur ein Bruchteil davon in Form von Winden und Supernova-Auswurf an das ISM zurückgegeben.

Um ein stärker angereichertes ISM zu erhalten, sind Ausbrüche massiver Sternentstehung in dichten Umgebungen erforderlich. Solche Bedingungen traten früh im Leben der Milchstraße auf und werden vielleicht wieder auftreten, wenn wir mit der gasreichen Andromeda-Galaxie kollidieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Sternentstehung auch in Zukunft fortgesetzt wird; die Sterne werden sehr langsam metallreicher; es gibt nichts, was die Bildung von mehr metallreichen Sternen verhindern könnte; vielleicht wäre die Hauptkonsequenz eine kleine Verringerung der maximal möglichen Sternmasse (aufgrund der erhöhten Gastrübung und des daraus resultierenden Strahlungsdrucks).

Nur um hinzuzufügen, obwohl ich denke, dass die Antwort von Rob Jeffries es abdeckt.

Nun ist zu erwarten, dass in Zukunft mehr Sterne aus schwereren Elementen bestehen werden oder gibt es Ursachen/Gesetze, die die Sternentstehung von zB Sternen aus Elementen ohne Wasserstoff verbieten.

Dies ist zwar unwahrscheinlich, da Wasserstoff für eine sehr, sehr lange Zeit als das am häufigsten vorkommende Element bestehen bleibt. Es wird in Gaswolken existieren und von Sternen in koronalen Massenauswürfen und Sternnebeln von Sternen, die zu klein sind, um Supernovae zu werden, und Gasriesenplaneten und sehr langsam brennenden roten Zwergsternen ausgestoßen, so dass ein Stern und eine Galaxie ohne Wasserstoff unwahrscheinlich sind.

Das heißt, theoretisch würden Sterne ohne Wasserstoff überhaupt nicht sauber brennen. Wasserstoff ist einzigartig darin, dass er im Kern eines Sterns langsam und bei vergleichsweise niedriger Temperatur verschmelzen kann. Die Heliumfusion in kleineren Sternen ist mit einem Heliumblitz verbunden, und die Kohlenstofffusion in kleineren Sternen ist im Grunde eine Supernova vom Typ 1a . Sehr große Sterne könnten Helium und Kohlenstoff für eine relativ kurze Lebensdauer der Sterne verschmelzen, aber Sterne dieser Größe sind selten. Kleinere Sterne sind viel häufiger und würden sich ohne Wasserstoff nicht wie Sterne verhalten.

Die Zunahme schwerer Elemente, die als Metallizität von Sternen bezeichnet wird, nimmt im Laufe der Zeit langsam zu. Sie nimmt im Zentrum von Galaxien schneller zu als in den Spiralarmen. Unsere Sonne zum Beispiel enthält etwa 2 Massen-% schwere Elemente. Metallizität bedeutet in diesem Fall Kohlenstoff oder schwerere Elemente, nicht Metalle.