EINFÜHRUNG IN DIE ISOTOPENGEOCHEMIE

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Einführung
56 Fe(g,4n)13 4 He [GL 25]
4 He(g,4n)2p [GL 26]
p + b – ® n + n [GL 27]
Der Kern zerfällt in Sekundenbruchteilen
in einen extrem kompakten Neutronenkern
von vielleicht 10 km Durchmesser
bei einer Dichte von 4´10 17 kg/
m 3 und einer Masse von 1.4 bis »2 – 3
M � . Damit ist der Kern nun extrem steif
und nicht weiter komprimierbar. Die
innere Hülle des Sterns (weitgehend
wohl Fe) fällt mit sehr hoher Geschwindigkeit
nach unten, prallt am Kern ab
und bildet eine nach außen gerichtete
Schockwelle, welche zusammen mit der
Flut von Neutrinos die äußere Hülle des
Sterns fortbläst. Der massereiche Stern
hat eine Supernova-Explosion vom Typ
II erlitten (Abbildung 9). Das Material
um den Kern herum wird sich durch die
Schockwelle und die Neutrinos stark
aufheizen. Die Element- und Isotopenhäufigkeiten
werden hier wahrscheinlich
massiv verändert. Nach Berechnun-
gen sollen insbesondere große Mengen an 44 Ca, 48 Ti, 49 Ti, 52 Cr, 55 Mn und 56 Fe gebildet
werden [6] . Zurück bleibt ein extrem kompakter, heißer(10 6 K an der Oberfläche) und rasch
rotierender (Millisekunden) Neutronenstern von nur wenigen (10 1 km) Kilometern Durchmesser.
Im Millisekundenbereich bis in den unteren Sekundenbereich pulsierende Radioquellen
(Pulsare) werden Neutronensternen zugeschrieben.
ABBILDUNG 10 Eta Carinae, ca. 7500 Lichtjahre
entfernt, mit ungefähr 120 M � der
gewichtigste bekannte Stern (im Zentrum
der zentralen Explosionswolke nicht auszumachen)
in unserer Galaxis. Die äußere rote
Hülle ist bei einer Explosion entstanden, die
um 1830 sichtbar gewesen ist und Eta Carinae
damals zum zweithellsten Stern am
Himmel gemacht hat. Eta Carinae ist rund
4´10 6 -fach heller als unsere Sonne und hat
bei der großen Masse eine nur geringe Lebenserwartung
(wenige Ma). Sterne dieser
Masse sind extrem instabil und können jederzeit
in einer „Hypernova“ (eine Super-
Supernova) explodieren. Quelle: http://
www.seds.org/
ABBILDUNG 9 Der Crab-Nebel in »6500 Lichtjahren
Entfernung, Relikt eines Supernova-Ausbruchs,
der nach chinesischen Quellen im Jahr 1054 sichtbar
wurde. In seinem Zentrum befindet sich (nicht
sichtbar) ein Pulsar – ein Neutronenstern (http://
www.usm.uni-muenchen.de/people/gehren/
vorlesung/black_dias_II.html).
Wenn die Masse des Kerns >2 – 3 M � ist, gibt es keinen Gleichgewichtszustand für die
Materie mehr: der Kern kollabiert zu einem Schwarzen Loch, einer sogenannten Singularität.
Selbst Licht kann dann innerhalb des Schwarzschild-Radius *