Thermonukleares Brennen und Mischen mit einer zeitabhängigen Konvektionstheorie in massereichen Population-III-Sternen

Die erste Generation von Sternen im Universum, die hypothetischen Population-III-Sterne, sollten sich aus reinem Wasserstoff-Helium-Gas frei von schweren Elementen gebildet haben. Die (quasi-)hydrostatische Entwicklung dieser Sterne wird im Massenbereich 15 Sonnenmassen bis 150 Sonnenmassen untersucht, angefangen von der Vorhauptreihe bis zum Ende des Hauptreihenstadiums. Wegen der anfaenglichen Abwesenheit von CNO-Elementen sowie der geringen Effizienz des pp-Brennens erreichen alle massereichen Population-III-Sterne die Hauptreihe im Vergleich zu 'normalen' Sternen als deutlich kompaktere und heissere Objekte. Population-III-Sterne mit Massen oberhalb von 30 Sonnenmassen kontrahieren bis zu Zentraltemperaturen von 100 Millionen Kelvin, produzieren im Drei-Alpha-Prozess Kohlenstoff und lassen sich im Modus des heissen CNO-Brennens auf der Hauptreihe nieder. Population-III-Sterne im Bereich 15 Sonnenmassen bis 30 Sonnenmassen erreichen die Hauptreihe im pp-Brennen, doch uebernimmt auch hier der CNO-Zyklus noch im Hauptreihenstadium die Energieproduktion. Die hohe Temperatur dieser Sterne fuehrt zur Koppelung der konvektiven Mischungszeitskala mit den Zeitskalen der Protoneneinfaenge und der Beta-Zerfaelle im CNO-Zyklus. Das Mischen kann nicht mehr als instantan innerhalb der Konvektionszonen angenommen werden. Ein neu entwickelter Sternentwicklungscode, der auf dem Softwarepaket LIMEX aufsetzt, integriert die Sternaufbaugleichungen zusammen mit einem zeitabhaengigen Kernreaktionsnetzwerk, zeitabhaengigem Mischen und einer zeitabhaengigen Konvektionstheorie erstmals vollstaendig gekoppelt und implizit. Die verbesserte Modellierung der Kernreaktionen und des Mischens wirkt sich nur in der raeumlichen Verteilung der CNO-Elemente aus, die 10 Prozent bis 20 Prozent von einer homogenen Durchmischung abweicht. Die verwendete zeitabhaengige Konvektionstheorie fuehrt in allen Modellen zu groesseren Konvektionszonen im Vergleich zu bestehen

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2002

Author dc:creator

• Straka, Christian W.

Contributors dc:contributor

• Tscharnuter, Werner M.

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/1902

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