In der Astronomie ist ein Eisenstern ein hypothetischer, kompakter Stern, welcher im Universum in der extrem fernen Zukunft nach etwa 101500 Jahren auftreten könnte.

Unabhängig davon werden auch Sterne, in deren Spektren die Emissionslinien des Eisens anomal stark auftreten, als Eisensterne bezeichnet.

Entstehung

Aufgrund von kalter Fusion durch den Tunneleffekt, sogenannter pycnonuklearer Fusion, werden nach extrem langen Zeiträumen alle leichten Kerne normaler Materie zu Eisen-56 Kernen. Kernfission und Alpha-Partikel-Emission werden dann alle schwereren Teilchen zu Eisen zerfallen lassen. Dies führt dazu, dass sogar Objekte von stellarer Masse zu kalten Sphären aus Eisen werden. Schwarze Zwerge werden nach extrem langen Zeiträumen von 101100 bis 1032000 Jahren zu Eisensternen.

Kollaps

In einem Eisenstern können keine nuklearen Kernspaltungen oder Fusionsprozesse mehr stattfinden, da diese mehr Energie erfordern als freisetzen würden. Jedoch befindet er sich deswegen noch keinesfalls im Zustand seiner niedrigsten Energie (vgl. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik). Sofern nicht Einflüsse von außen auf diesen Stern einwirken, könnte sich demzufolge ein Eisenstern über extrem lange Zeiträume durch den Tunneleffekt zu einem Neutronenstern oder einem schwarzen Loch umwandeln. Die angenommenen Zeiträume, damit ein Eisenstern zu einem Neutronenstern kollabiert, wären 101076 Jahre (eine 1 gefolgt von 1076 Nullen). Für einen Kollaps zu einem schwarzen Loch sind 101026 Jahre (eine 1 gefolgt von 1026 Nullen) anzunehmen. Bei einem derartigen Kollaps würde über einen kurzen Zeitraum eine sehr hohe Menge Energie emittiert werden. Dadurch würden große Mengen von Eisen-Atomen durch nun einsetzende Kernspaltungs- oder Fusionsprozesse wieder in Atome anderer Elemente umgewandelt und in den umgebenden Weltraum geschleudert werden.

Sonstiges

Die Entstehung solcher Sterne wird jedoch nur unter der Voraussetzung stattfinden, dass es keinen Protonenzerfall gibt.

Obwohl die Oberflächen von Neutronensternen aus Eisen bestehen, stellen diese keine Eisensterne dar.

Im Rahmen der Steady-State-Theorie wurde vermutet, dass auch die Milchstraße Eisensterne enthalten könnte. Ein entsprechender Nachweis konnte allerdings bisher nicht erbracht werden.

Einzelnachweise

  1. ↑ Richard Lenk, Walter Gellert: Brockhaus ABC Physik. F. A. Brockhaus, 1972 (books.google.com).
  2. ↑ Karl Schwarzschild, Samuel Oppenheim, Walter von Dyck: Encyklopädie der Mathematischen Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-16034-2, S. 711 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. ↑ Dyson, Freeman: Time without end: Physics and biology in an open universe. S. 447–460.
  4. ↑ Time without end: Physics and biology in an open universe, Author Freeman J. Dyson, in: Rev. Mod. Phys. 51, 447 – Published 1 July 1979
  5. ↑ The end of the universe may be marked by 'black dwarf supernova' explosions
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