Referat - Praxisteil

Was haben schwarze Löcher mit Kernfusion zu tun?

Die Animation eines schwarzen Loches ist in der Regel einfach ein schwarzer Fleck vor schwarzem Hintergrund Falls du den Linseneffekt darstellen willst, den ein solches Objekt großer Masse auf den Hintergrund ausübt, dann kann dir eigentlich jedes Grafikprogramm weiterhelfen (Photoshop und The Gimp können es auf jeden Fall). Allerdings kannst du dir die Arbeit sparen weil eine entsprechende Animation auf Wikipedia zu finden ist, die aufgrund der Bildlizenz kostenfrei im Vortrag genutzt werden kann.

Schwarze Löcher eignen sich nicht wirklich um irgendwas dazu zu bauen, denn es ist unmöglich sie direkt zu sehen und noch dazu sind sie bisher nur theoretisch beschreibbar aber man kann sie noch nicht weiter erforschen. Andere Lebensphasen von Sternen eignen sich da vielleicht eher. Vielleicht zeigst du mal die Gliederung, die du bisher hast, vielleicht kommt dann jemandem eine Idee.

Du könntest als Animation die Bewegung der verschiedenen Sterntypen im Hertzsprung-Russell-Diagramm darstellen eventuell mit Bildern wie sie in der jeweiligen Phase aussehen (auch z.B im Größenvergleich mit der Sonne). Natürlich sind die ganz kleinen nicht sonderlich interessant, aber es würde sehr gut illustrieren, welchen Einfluss die Masse des Sterns in der Endphase hat und man könnte damit auch die unterschiedliche Geschwindigkeit darstellen mit der das abläuft. Damit könntest du auf jeden Fall schon für die vier Massekategorien (also ich meine 0,07 - 0,3; 0,3 - 3; 3 - 8; > 8 Sonnenmassen) je eine Animation machen.

Je nachdem inwieweit deine Zuhörer sich mit der Relativitätstheorie auskennen könntest du für Neutronensterne und schwarze Löchen möglicherweise auch einge der relativistischen Effekte in Animationen oder Darstellungen verpacken.

Ich kenne mich leider nicht gut mit den frei verfügbaren Animationsprogrammen aus da ich glücklicherweise After Effects habe. So weit ich gehört habe soll Plastic Animation Paper gar nicht schlecht sein, wenn es um 2D Animation geht. Wenn es nicht gleich morgen sein muss, wäre aber Blender auch keine schlechte Wahl, mit der Animationsengine kann man zwar auch 2D Animationen machen, aber gerade für diesen Fall könnte man sogar ein wenig 3D-Animation einbringen, was optisch natürlich einiges mehr hergibt. Allerdings ist der Arbeitsaufwand für eine 3D-Animation höher und ein wenig Einarbeitungszeit in die Software müsstest du auch noch beachten.

Wenn du so viel Zeit hast würde ich dir wirklich Blender empfehlen, denn das kann wesentlich beeindruckendere Animationen, damit bekommt man sogar die Entstehung eines Sterns und eine glaubwürdige Supernova animiert.

Es gibt viel zu viele Grenzpunkte bei den Massen, die alle ziemlich speziell sind, und noch dazu sind die nichtmal genau bestimmbar, weil man das ja nicht direkt beobachten kann. Ich habe die Grenzen wegen folgender Eigenschaften gewählt weil sie bei der Betrachtung so in etwa vier Kategorien bilden: Sterne die einfach auskühlen, Sterne die zum Riesen werden, Sterne die mehrere Fusionsphasen durchlaufen und schließlich Sterne die zur Supernova werden können.

Mit den Kategorien sind gemeint:
Sterne mit weniger als ungefähr 0,3 Sonnenmassen werden ohne bedeutsame Erweiterung zum weißen Zwerg.

Sterne ab ungefähr 0,3 Sonnenmassen dehnen sich nach der Wasserstoffbrennphase im Kern aus und werden zu Unterriesen oder, wenn sie Heliumbrenntemperatur erreichen zu einem roten Riesen (diese Grenze liegt irgendwo bei etwa 0,5 Sonnenmassen). Diese Sterne gelangen nicht zur Supernova sondern fallen am Ende der Brennphase zum weißen Zwerg zusammen.

die Grenze 3 Sonnenmassen ist sehr unsicher und die Zahlen, die ich bis jetzt gelesen habe sagen zwischen 2,4 bis 4 Sonnemassen. Über dieser Grenze kann ein Stern nach dem Heliumbrennen das Kohlenstoffbrennen erreichen. Und je nach Masse auch zu höheren Elementen bis zum Eisen gelangen. In der Regel verlieren diese Sterne dabei wahrscheinlich so viel Masse, dass sie auch nicht zur Supernova werden.

Sterne mit mehr als 8 Sonnenmassen dürften schließlich das gesamte Material im Kern irgendwann zu Eisen umgesetzt haben und enden schließlich in einer Supernova und können wenn dann die Masse noch ausreichend groß ist zum Neutronenstern oder zum schwarzen Loch werden. Da das noch nie direkt beobachtet wurde sind die Randbedingungen völlig unbekannt. Zumal sich die Modell in diesem Bereich dramatisch unterscheiden.

Wenn ich hier von Supernova rede, meine ich eine Typ-II-Supernova, also einen Stern, der ganz von allein zur Supernova wird. Typ-I-Supernovae können schon bei kleineren Sternen auftreten sind aber möglicherweise auch von äußeren Faktoren abhängig.

So kannst du das natürlich machen. Nur dass auch bei deiner zweiten Gruppe weiße Zwerge entstehen können.

Nicht nur die verbleibende Masse entscheidet ob ein Neutronenstern oder ein schwarzes Loch entsteht. Die Effekte da wirken gehören zu den am schlechtesten erforschten der modernen Physik. Die Grenze von drei Sonnenmassen scheint die zu sein, bei der ganz sicher ein schwarzes Loch entsteht, aber auch darunter könnte es möglich sein.