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2.4.1 Die Sternrotation und die Akkretionsscheibe

Da der wichtigste Abschnitt der Planetenentstehung in der Nähe eines
Sterns abläuft, ist es wichtig zu wissen, wie die Strömungsverhältnisse
zum Zeitpunkt der Sternentstehung ausgesehen haben. Sterne bilden
bei ihrer Entstehung eine Akkretionsscheibe, und diese weist gegenüber
der Rotation des Sterns innerhalb dieser Entwicklung eine höhere
Geschwindigkeit auf. Es existiert demnach einmal die Rotation
des Sterns und eine höhere Rotation seiner Akkretionsscheibe. (16.3)

Um das besser zu verstehen, muss man sich die Rotation
der Sonne genauer anschauen. Die Strömungsverhältnisse
der Sonne werden über ihre differentielle Rotation verständlich.
Sie dreht sich am Äquator in 24,8 Tagen um sich selber.
Auf dem 20. Breitengrad braucht sie 25,4 Tage, auf dem
40. Breitengrad sind es 26,7 Tage und auf dem 70. Breitengrad
haben wir 31 Tage. (13.3)

Die Rotation nimmt vom Äquator bis in größere Breiten ab.
Am Äquator existiert die höchste Rotation. Diese differentielle
Rotation findet nur in den Konvektionszonen der Sonne statt



















Grafik 9: Differenzielle Rotation im Sonneninneren (36.1)

Daran erkennt man, dass die Akkretionsscheibe nur für eine
bestimmte Phase existiert hat. Dieses Prinzip existiert
nicht nur bei der Sonne, sondern bei allen größeren Gaskörpern,
wie auch bei Jupiter oder Saturn als eine differenzierte Rotation





Grafik 10 : Gasrotation von Jupiter und Saturn (20.)

Im Bereich des Äquators haben auch sie eine höhere Rotation.
Die Erklärung liegt in der Gasaufnahme. Die Aufnahme eines
Gaskörpers findet da statt, wo die höchste Rotation existiert.
Das ist am Äquator. Dort verdichtet sich das Gas
und die Geschwindigkeit des Gases nimmt zu.

Bei der Entstehung der Sterne ist die Rotation wesentlich höher
als in einer späteren Entwicklung. In der sternnahen Gasscheibe
kann eine Geschwindigkeit von 300 km/s vorliegen,
während der Stern 10-mal langsamer rotiert. (16.3)

Sicher existierte am Anfang einmal eine synchrone Rotation,
die später verloren ging. Es kam zu diesem Unterschied
der Rotation. Hier könnte man die Frage stellen:
Warum treibt diese Gasscheibe den Stern nicht an?

Ich drehe die Betrachtung um, und komme zu der Frage:
Was existiert in der Gasscheibe und bremst die Rotation des Sterns?
Es existierte etwas, was einen höheren Einfluss hat
als die Gasscheibe selber. Die Ursache des Rotationsverlustes
kann nur in der Nähe des Sterns, also in der Gasscheibe selbst liegen,
und es muss etwas mit Magnetismus zu tun haben,
denn beim Auftreten der Sonnenflecken, die oberhalb
und unterhalb des Sonnenäquators entstehen,
fällt die Rotation ab. Nachdem die Sonnenflecken
zum Beispiel 1977 ihr Maximum erreichten, fiel anschließend
die Rotation der Sonne im Bereich von 10° bis 15°
von 7600 km/h auf 7200 km/h. (13.4)

Vergleicht man den Magnetismus der Sonne mit anderen Sternen
so nimmt die Rotation zu den kühlen Sternen hin ab,
aber der Magnetismus nimmt zu. (10.6)

Hier sollte man Ursache und Wirkung nicht vertauschen.
Der Magnetismus ist die Ursache und der Rotationsverlust
die Auswirkung. Die Ursache des Magnetismus muss wiederum
in der umliegenden Gasscheibe liegen. Der Stern wird über den
Magnetismus gebremst, während die Gasscheibe nur über das
Drehmoment des Sterns gebremst wird.

Wenn etwas aus der Gasscheibe für den bremsenden
Magnetismus sorgt, so ist diese Wirkung höher
als die rückwirkende Bremsung des Sterns. Die Geschwindigkeit
der Gasscheibe um die Sonne war demnach in der Entstehungsphase
150-mal schneller als ihre Rotation heute. Die differenzierte Rotation
war während der Entstehung der Sonne damit viel stärker ausgeprägt.
Die Geschwindigkeit und auch die Dichte nahmen zum Äquator hin stark zu.

In dieser Region hatte der Sonnenwind keinen Einfluss,
weil die Gase dort zu dicht waren. Damit weist der Stern in seiner
frühen Entwicklung an der Oberfläche unterschiedliche Strukturen auf.
Betrachtet man in diesem Zusammenhang die T-Tauristerne,
so könnte man annehmen, sie nähmen in dieser frühen Phase
nur Gase auf. Das ist falsch. Sie machen beides.
Sie nehmen Gase auf und sie geben im gleichen Zuge Gase ab. (29.1)

Bei einer homogenen Gasstruktur ist das nicht möglich.
Dort könnte man nur sagen, der Sonnenwind sei so stark,
dass er eine Gasaufnahme nicht zulässt oder er ist so schwach,
dass diese Gasaufnahme möglich ist. Es gäbe nur ein Ja oder Nein.
Da es beides gibt, müssen unterschiedliche Strömungsstrukturen
an der Sternoberfläche herrschen. Wie diese Struktur aussieht, zeigen
uns die T-Tauristerne selbst. Sie geben die Gase über die Pole ab.
Es kann auch dazu führen, dass die Herbig-Haro-Objekte über
den Polen Gase in zwei gegenläufigen Jets bilden. (2.4)

Auch hier wird die Gasaufnahme nur über die Rotationsebene
funktionieren. Das überflüssige Gas schießt über die Pole
eines jungen Sterns hinweg. Der wohl massenreichste Stern
in unserer Milchstraße, Eta Carinae, hat eine außergewöhnlich
hohe Rotation. Er gibt größte Mengen Gase in zwei Keulen über den
Polen ab, aber genau auf der Rotationsebene ist der Raum leer. (26.1)

Das Gas kann dort nicht vom Stern entweichen. Auch hier zeigt sich:
diesen Bereich kann der Sonnenwind nicht durchdringen.
Die Schlussfolgerung lautet: damit ein Stern Gase aufnehmen kann,
muss er seine Rotation mit zunehmender Masse ständig erhöhen.
Nur über die Verdichtung des Gases durch hohe Geschwindigkeiten
kann er dem Sonnenwind etwas entgegensetzen.
Verliert ein Stern die Rotation, sind seine Gasaufnahme
und damit auch seine Entwicklung beendet.