Wie entstand die junge Sonne – neue Erkenntnisse

Da hätte sicher sich die halbe W-Gemeinde gefreut, wenn.. 
GZ.

Ich stimme dir voll und ganz zu, lieber Z.!
DM besteht (leider) unmöglich aus Magnetfelder; wie du sagtest, wenn man die kinetische Energie der Rotation einer Galaxie mit der Energie der intergalaktischen Magnetfelder vergleicht, verliert das Magnetfeld haushoch. Magnetfelder sind viel zu schwach, um die Rotation von Galaxien zu steuern.*

Es stimmt aber, dass 50-175 + MikroTesla im „Interstellaren Raum“ eine „energtische Explosion“ sind! Magnetfelder sind die entscheidenden Impulsgeber für das frühe Transportsystem der Materie: Bei ALLEN normalen Sternen und Planeten: Jede Sonne und jede Erde im Universum wird in einer kollabierenden Gas- und Staubwolke geboren >>> wenn diese Wolke schrumpft, dreht sie sich immer schneller >>> ohne Magnetfelder würde die Zentrifugalkraft das Gas sofort wieder wegschleudern, es könnte niemals ein Stern entstehen! Das Magnetfeld wirkt wie eine kosmische Bremse: Es transportiert den überschüssigen Drehimpuls nach außen ab >>> nur dadurch kann die Materie überhaupt nach innen auf den Stern stürzen.

*
Die große Ausnahme – DM:
DM bildet ihre gigantischen Netze und Halos komplett OHNE Magnetismus, da sie, per Definition, keine elektrische Ladung besitzt, sie überhaupt nicht auf den Elektromagnetismus reagiert.
Paradox:
DM fängt zwar auch „klein an“ (QF), klumpt aber rein über das „Seilziehen“ der Raumzeitkrümmung (Gravitation). Weil sie Magnetfelder und Licht komplett ignoriert, kann sie auch gar nicht wie normaler Staub zu kompakten Brocken, Asteroiden oder Planeten mergen – sie bleibt immer eine riesige, diffuse, unsichtbare Wolke. „Normaler Staub“ nutzt den Magnetismus als „Klebstoff“, den DM nicht hat.

Galaktische Migration ist ein Fachbegriff, ich dachte, der fiel einem Journalisten aus der Feder …haha. Es gibt 2 Meßmethoden: neben der „Chemodynamik“ noch: „Computersimulation der Spiralarme“

*
KI
Wenn ein Stern wie die Sonne in die Nähe eines Spiralams oder des zentralen galaktischen Balkens gerät, wird er durch deren enorme Schwerkraft gravitativ "angestupst". (Effekt nennt sich „Resonanz-Streuung“). Er verändert die Umlaufbahn des Sterns, ohne sie chaotisch zu machen – der Stern wird langsam, aber stetig auf eine größere oder kleinere Kreisbahn gehoben. Mit "Supercomputern" lässt sich diese Bahnentwicklung über 4,6 Milliarden Jahre rückwärts simulieren...


Lieber Rainer!


Die Existenz der Migration an sich ist sehr sicher und durch Satellitendaten (wie der europäische Gaia-Satellit, der über eine Milliarde Sterne exakt vermessen hat) bestens belegt. Die exakte Geburtskoordinate der Sonne (z. B. auf den Lichtklick genau - - - - wenn die Simulationen stimmen; Lesch sagte einmal: „Wir irren und nach oben“, will sagen, es erinnert ein bißchen an „glauben oder nicht glauben“ - - - - ist natürlich eine statistische Annäherung mit Fehlertoleranzen, aber der Trend – dass wir Migranten aus dem inneren Bereich der Galaxie sind – ist wissenschaftlicher Konsens. (NATÜRLICH) lagst du richtig.
Mondlicht

Minchev et al. oder Inno et al. in Fachjournalen wie Astronomy & Astrophysics (A&A) und The Astrophysical Journal (ApJ)
Das sind Gaia-Daten.

Zur Frage der Magnetfelder: Ab wann ist bei Sterngründung die Temperatur so hoch, dass freie Elektronen vorliegen? Solange das nicht der Fall ist, frage ich mich woher ein Magnetfeld kommen soll.

Clauss post=14230 userid=21021frage ich mich woher ein Magnetfeld kommen soll.

KI:

1. In der kalten Molekülwolke (10–100 K): Die Mikrogauss-Skala
In den riesigen interstellaren Gaswolken ist die Materie extrem dünn verteilt (oft nur wenige tausend Teilchen pro Kubikzentimeter).Die dort gemessenen Magnetfelder liegen typischerweise bei 1 bis 100 Mikrogauss (μG).

2. Beim Kollaps zum Protostern: Kompression verstärkt das Feld
Wenn der kollabierende Kern der Wolke dichter wird, passiert physikalisch Folgendes: Die wenigen geladenen Teilchen ziehen die magnetischen Feldlinien mit sich nach innen (das Feld wird „komprimiert“).

3. In der Geburtsphase des Sonnensystems: Hier passen die 50–175 Mikrotesla!
Werte im Bereich von mehreren Dutzend bis hunderten Mikrotesla sind genau das, was Wissenschaftler für die protoplanetare Scheibe (den Urnebel) direkt nach der Entstehung des Zentralgestirns messen:

Zusammenfassend: Für das erste, eiskalte Stadium der interstellaren Gaswolke sind 50–175 μT um das Millionenfache zu hoch. Für das Folgestadium, in dem sich das komprimierte Gas bereits zu einer dichten zirkumstellaren Scheibe um den jungen Protostern geformt hat, trifft dieser Wert jedoch den Nagel auf den Kopf

Rainer Raisch schrieb:

Zusammenfassend: Für das erste, eiskalte Stadium der interstellaren Gaswolke sind 50–175 μT um das Millionenfache zu hoch. Für das Folgestadium, in dem sich das komprimierte Gas bereits zu einer dichten zirkumstellaren Scheibe um den jungen Protostern geformt hat, trifft dieser Wert jedoch den Nagel auf den Kopf

Das heißt aber auch, dass die Magnetfelder erst ins Spiel kommen, wenn sich der Stern schon mehr oder minder gebildet hat.

KI:

Hier liegt jedoch der entscheidende physikalische Unterschied zu unserer vorherigen Diskussion über die eiskalte Molekülwolke (10–100 K):

Die gemessenen starken Magnetfelder von 150 bis 600 Mikrotesla μT stammen nicht aus dem kalten, dünnen Gas der interstellaren Wolke vor dem Kollaps, sondern aus der heißen inneren Akkretionsscheibe direkt nach der Entstehung des Protosterns.Das Papier von Borlina et al. (2026) erklärt dieses Zusammenspiel durch zwei wesentliche Faktoren:

• Die Proben (CAIs): Untersucht wurden Calcium-Aluminium-reiche Inklusionen (CAIs) – die ältesten bekannten Festkörper unseres Sonnensystems. Diese kondensierten extrem nah an der jungen Proto-Sonne (bei 0,1 bis 1 AE) unter extremen Bedingungen.
• Die Temperatur-Brücke: Die CAIs entstanden bei Temperaturen von weit über 1.300 Kelvin. Als sie sich abkühlten und die Curie-Temperatur von Eisen-Nickel-Metall (Kamacit, ~1.050 K) unterschritten, froren die darin enthaltenen winzigen Metallpartikel das magnetische Signal der Umgebung ein.
• Dichte und Ionisation: In dieser heißen inneren Zone der Scheibe war das Gas durch die enorme Hitze thermisch ionisiert (die Alkali-Metalle verloren ihre Elektronen). Zusammen mit der starken gravitativen Kompression führte dies dazu, dass das Magnetfeld extrem stark komprimiert und auf die gemessenen Hunderte von Mikrotesla verstärkt wurde.

Zusammenfassung

Die Studie liefert den ersten direkten Beweis dafür, dass Magnetfelder bereits in der frühesten, turbulenten Phase der Scheibenentstehung (Class 0/I) stark genug waren, um den Massentransport in Richtung des wachsenden Sterns massiv anzutreiben. Der Wert ist also vollkommen plausibel – allerdings nicht für die eiskalte Vorphase der Wolke, sondern für die glühend heiße Vorphase der Planetenentstehung nahe der Sonne.

KI

• Das Gas wird magnetisch aktiv:
  Erst bei Temperaturen ab etwa 1.000 Kelvin werden Atome (vor allem Alkali-Metalle) thermisch ionisiert. Das eiskalte Gas wird zu einem leitfähigen Plasma, das fest an die magnetischen Feldlinien koppelt.
• Der magnetische Motor zündet:
  Die extreme Hitze schaltet den effizientesten Bremsmechanismus des Universums frei – die Magnetorotationsinstabilität (MRI). Das Magnetfeld verhält sich wie ein hochelastisches Band zwischen den inneren (schnellen) und äußeren (langsamen) Gasschichten. Es bremst das innere Gas ab und schleudert den Drehimpuls nach außen.

Rainer:
Für das erste, eiskalte Stadium der interstellaren Gaswolke sind 50–175 μT um das Millionenfache zu hoch. Für das Folgestadium, in dem sich das komprimierte Gas bereits zu einer dichten zirkumstellaren Scheibe um den jungen Protostern geformt hat, trifft dieser Wert jedoch den Nagel auf den Kopf
Claus:
Das heißt aber auch, dass die Magnetfelder erst ins Spiel kommen, wenn sich der Stern schon mehr oder minder gebildet hat.
Rainer:
Die Studie liefert den ersten direkten Beweis dafür, dass Magnetfelder bereits in der frühesten, turbulenten Phase der Scheibenentstehung (Class 0/I) stark genug waren, um den Massentransport in Richtung des wachsenden Sterns massiv anzutreiben. Der Wert ist also vollkommen plausibel – allerdings nicht für die eiskalte Vorphase der Wolke, sondern für die glühend heiße Vorphase der Planetenentstehung nahe der Sonne.
Das Gas wird magnetisch aktiv:
Erst bei Temperaturen ab etwa 1.000 Kelvin werden Atome (vor allem Alkali-Metalle) thermisch ionisiert. Das eiskalte Gas wird zu einem leitfähigen Plasma, das fest an die magnetischen Feldlinien koppelt.
Der magnetische Motor zündet:
Die extreme Hitze schaltet den effizientesten Bremsmechanismus des Universums frei – die Magnetorotationsinstabilität (MRI). Das Magnetfeld verhält sich wie ein hochelastisches Band zwischen den inneren (schnellen) und äußeren (langsamen) Gasschichten. Es bremst das innere Gas ab und schleudert den Drehimpuls nach außen.

Lieber Claus, Rainer, Z. und wer mitliest!

Das PNAS-Paper, das ich vorstellte und auf das ich mich bezog – die CAIs, der Meteorit DOM 08006 / 4,6 Mrd. Jahre altes Gestein - beginnt mathematisch und physikalisch exakt mit dem heißen Sonnennebel (protoplanetare Scheibe) und eben nicht mit dem eiskalten interstellaren Raum.
Genau deshalb greift dort der magnetische Motor so extrem, den das Team um Borlina nachgewiesen hat.

Wir sprechen also nicht von der derselben „Phase des Bauprojekts Stern/Sonne“.

Auch Z. wies bereits darauf hin, dass es ein „Vorher“ gab, eben die eiskalte Gaswolke (Vorphase) mit einer Temperatur von ca. -250°C auf die ich wegen siehe oben gar nicht eingegangen war und die, wie angenommen wird, aus einer Supernova oder mehreren entstand. Das war mir natürlich klar aber ich wollte eben nicht beim Urknall beginnen – sozusagen – überspitzt ausgedrückt.

So kam es scheint mir zu – auch wenn alles richtig ist, was Rainers KI schrieb – Missverständnissen, weil sie/ihr zum Teil das Paper nicht kennt, vermute ich – ich möchte ergänzen.

Auch die interstellare Wolke ist nicht komplett neutral.
Es gibt eine „Hintergrund-Ionisation“. Sie entsteht durch kosmische Strahlung /hochenergetische Protonen aus fernen Supernovae und UV-Licht von Nachbarsternen, nicht durch Hitze. Diese Strahlung schießt ständig Elektronen aus den Gasatomen (vor allem Wasserstoff) heraus.
Es gibt also auch im eiskalten Zustand bereits freie Elektronen und Ionen.
Da sich die Wolke bewegt, erzeugen diese Ladungen ein extrem schwaches "Ur-Magnetfeld" (im Nanotesla-Bereich). Dieses Feld wird beim Kollaps der Wolke wie ein Teig „eingeknetet“ und verdichtet. >>> Jetzt komme ich zu Rainers Punkt: Vollkommen richtig. Wenn die Wolke im Zentrum so dicht wird, dass sich der Protostern entzündet, heizt sich die umgebende protoplanetare Scheibe massiv auf. Ab etwa 1.000 Kelvin reicht allein die thermische Hitze aus, um vor allem leicht ionisierbare Alkali-Metalle (wie Kalium und Natrium) ihrer Elektronen zu berauben. Das Gas wird schlagartig zu einem hochleitfähigen Plasma. Erst jetzt explodiert die Magnetfeldstärke auf die im Paper gemessenen 50 bis 175+ Mikrotesla und mehr.

Die Magnetfelder kommen also nicht erst ins Spiel, wenn der Stern „fertig ist“, falls der Eindruck bei dir, Claus, entstanden ist, zumindest beweist das Paper, dass die untersuchten CAIs (die weißen Einschlüsse im Meteoriten DOM 08006) die allerersten Kondensate sind, die aus dem glühend heißen Gas nahe der jungen Sonne auskristallisiert sind. Sie bildeten sich in der sogenannten Klasse-0/I-Phase – das ist das absolute Baby-Stadium des Sterns, als die Sonne noch ein unfertiger Protostern war, der gierig Masse fraß.
Das Paper zeigt:
Genau in dieser Phase, als der Staub gerade erst anfing, sich zu den ersten Millimeter-Körnchen (den CAIs) zusammenzuballen, war das Magnetfeld mit bis zu 175–600 Mikrotesla extrem stark. Es war vor und während der ersten Staubballung da, nicht erst danach!

Da die Studienergebnisse, das Paper, später, beim Sonnennebel, einsetzen als ihr, ist die Gravitation vielleicht unzureichend zu „ihrem Recht“ gekommen.

Die Gravitation liefert das fundamentale Fundament, indem sie riesige kosmische Wolken zusammenzieht, während das Magnetfeld als entscheidender Motor beim eigentlichen Aufbau der jungen Sonne fungiert. (Oder dem anderer Sterne und Planeten bei dem Zusammenballen der ersten Staubkörner). Ohne das Zusammenspiel dieser Kräfte und der Magnetfelder gäbe es weder die Sonne noch Leben, mal so gesagt, mein Eindruck war allerdings sogar unter uns gesagt – Stichwort „Meter-Barriere“ – dass entgegen der bisherigen Theorie, das Magnetfeld sogar die „1.Geige“ spielt aber ich belasse es bei der Formulierung davor.


Schönen Sonntag, Mondlicht

Ich habe gestern zusammen mit der KI die gravitative und magnetische Akkretionsrate verglichen. Das hat zwar nichts mit der Verklumpungsrate zu tun, um die es hier eigentlich geht, sondern beschreibt eher eine kalte Phase mit geordneten Kreisbahnen.

gravitativ Int.vO..r = ²mG(²ra-²ri)2 = 2kap_s(²(r_akk/rs_ms)-1)/3
magnetisch Int.(v_A²/vO)..r = (r_akk-rs_ms)v_A²/vO

Abgesehen von meinen kryptischen Bezeichungen sieht man im Vergleich, dass dies einerseits von 2κ/3 also der Gravitationsstärke am innersten Rand und andererseits von vA²/vO abhängt, das ist die Alfvengeschwindigkeit vA=B/²(μ°ρ), quadriert, im Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit vO=²(M·G/r), was in einer homogenen Scheibe überall konstant derselbe Wert wäre d(vA²/vO)/dr=0.

Dann werde ich mir heute die Verklumpungsrate mal vornehmen.

Faszinierend, Rainer, danke, du zeigst mit deinen beiden Integralen, dass die magnetische Bremse (über die Alfvén-Wellen) extrem effizient und oft viel stärker ist als die reine mechanische Reibung des Gases durch Gravitation. Das Magnetfeld ist also der wahre „Motor“, der das Gas der Scheibe so stark abbremst, dass es überhaupt erst im Zentrum zur Sonne verschmelzen kann…exakte Plasma-Mathematik, die genau das untermauert, was ich im Paper gelesen habe: Ohne Magnetfelder gäbe es den effizienten Massentransport im frühen Sonnensystem schlichtweg nicht. Toll!