Astronomie und Astrophysik 1 by Prof. Günter Wunner

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In diesem Abschnitt betrachten wir, die Zusammenhänge für deutlich kleinere Massen, also den Massenbereich von Monden und Planeten. 2 dargelegt haben, lautet die Zustandsgleichung für weiße Zwerge im nichtrelativistischen Fall f (ρ, T ) ∼ m0 (ρ/ρC )2/3 . 103) Dann folgt also für den Druck me p∼ c · · mp 2 3 2 C = MC · . 105) → 0. Tatsächlich stellt man aber fest, dass die Dichte kalter Materie auch bei verschwindendem Druck nicht Null wird. = (p = 0) = 0 . 106) Der Grund dafür ist darin zu suchen, dass der Druck von der chemischen Zusammensetzung abhängig ist.

Um die Grenzen dieser Zustandsgleichung zu diskutieren, setzt man die Compton-Wellenlänge als x-Wert in die Unschärferelation ein: pF · ≥ me · c ⇒ pF ≥ me c. 68) Man kann sich diese Beziehung folgendermaßen veranschaulichen: Sperrt man Elektronen auf ein Raumgebiet λ ¯ e 3C der Compton-Wellenlänge ein, dann strebt ihre Geschwindigkeit v gegen die Lichtgeschwindigkeit. Ihre Gesamtenergie wird dann aufgrund des Fermi-Impulses groß gegen ihre Ruheenergie me c2 . Die Elektronen verhalten sich dann relativistisch.

Der Neutronenstern zieht Materie vom Stern ab und um ihn herum bildet sich eine Akkretionsscheibe. Durch das starke Magnetfeld des Neutronensterns wird Materie aus der Scheibe zu seinen Polen transportiert. Auf diese Weise stürzen pro Sekunde etwa 1011 Tonnen Materie auf den Neutronenstern, wobei sie eine Freifallgeschwindigkeit von etwa 40% der Lichtgeschwindigkeit erreichen (Abb. 11). Beim Aufprall der ionisierten Materie auf die Oberfläche des Neutronensterns entsteht Röntgenbremsstrahlung (”hot spot“), die abgestrahlte Leistung beträgt etwa 1030 W, entspricht also etwa dem 2000-fachen der Sonnenleuchtkraft.

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