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Lexikon - X 1 Lexikon - Z 1

Astro-Lexikon Y 1


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Y-Bosonen

Y-Bosonen sind hypothetische, bosonische Austauschteilchen (Eichbosonen), die man im Rahmen der Großen Vereinheitlichten Theorien (GUT) abgeleitet hat. Zwölf Eichbosonen sind bisher experimentell nachgewiesen worden: das Photon der Quantenelektrodynamik (QED), die acht Gluonen der Quantenchromodynamik (QCD) und die drei 'Weakonen' der schwachen Wechselwirkung (neutrales Z-Teilchen, positives und negatives W-Teilchen). Gemäß der GUT gibt es weitere zwölf, nämlich die zu den Leptoquarks gehörigen X-Bosonen und Y-Bosonen. Diese Teilchen sind mit etwa 1016 GeV extrem schwer. Diese Austauschteilchen der so genannten X-Kraft tragen elektrische Ladung, schwache Ladung und Farbladung. Während die Y-Bosonen eine elektrische Ladung von 1/3 der Elementarladung haben, tragen ihre Antiteilchen, die Anti-Y-Bosonen eine Ladung von -1/3.

Wir sind da - Dank X- und Y-Bosonen!

Mit der Zerfall der X- und Y-Bosonen in der GUT-Ära der Kosmologie im frühen Universum unmittelbar nach dem Urknall, kam die Materie-Antimaterie-Asymmetrie in die Welt. Diesem geringfügigen Missverhältnis verdanken wir unsere Existenz, sonst wäre in der damaligen Entwicklungsphase des Kosmos alles in Gammastrahlung zerstrahlt!
Der Austausch von X-Kräften ermöglicht den Zerfall des freien Protons. Dieser Effekt wurde bisher vergeblich mit aufwendigen Detektoren gesucht. Das Problem ist: Die Zerfallszeit des Protons ist mit 1032 Jahren extrem groß.

Yerkes-Leuchtkraftklassen

Die Yerkes-Leuchtkraftklassen, auch als Yerkes- oder MK-System bekannt, bezeichnen eine gebräuchliche Einteilung der Sterne nach ihrer Leuchtkraft und ihrem Spektraltyp. Dieses Einteilungsschema geht auf W.W. Morgan und P.C. Keenan zurück. Danach gibt es die Klassifikation in Leuchtkraftklassen:

  • Ia: Hyperriesen
  • Ib: Überriesen
  • II: Helle Riesen
  • III: Riesen
  • IV: Unterriesen
  • V: Hauptreihe
  • VI: Unterzwerge

Die metaphorische Sprache in Zwergen und Riesen hat einen realen Bezug: die Sterne innerhalb eines Spektraltyps haben mehr oder weniger dieselbe Temperatur (Effektivtemperatur) und unterscheiden sich nur in ihrer physischen Größe, dem Sternradius. Bei gleicher Oberflächentemperatur hat ein kleinerer Stern, ein 'Zwerg', auch eine kleinere Leuchtkraft als ein größerer Stern, ein 'Riese'. Der Riese befindet sich daher im Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) oben. Die Leuchtkraftklassen liegen also im HRD in horizontalen Streifen übereinander, oben beginnend mit Ia, unten abschließend mit VI.
Das Yerkes-Observatorium der Universität Chicago (Wisconsin) wurde 1897 gegründet und war ebenfalls Namenspate.

YSO

Hinter dieser gebräuchlichen Abkürzung verbirgt sich das englische Akronym Young Stellar Object, also junge stellare Objekte. Zu den YSOs zählen unter anderem die Herbig-Haro Objekte, T Tauri Sterne und ρ Ophiuchi Sterne.
Auch Protosterne, wie die T Tauri-Sterne, die in Riesenmolekülwolken sitzen, aus denen sie entstanden sind, bilden Scheiben aus. In diesen Scheiben können Planeten entstehen, weshalb Astronomen sie auch protoplanetare Scheiben (engl. protoplanetary disks, kurz Proplyds) nennen.

Herbig-Haros

Die Herbig-Haro-Objekte sind ebenfalls junge Protosterne. Das erste Objekt dieser Art wurde in den 50er Jahren im Orion-Nebel entdeckt. Im Objekt HH46/47, das 1978 von Bart Bok entdeckt wurde, sieht man vor einer Dunkelwolke einen 80 Bogensekunden langen Emissionsnebel. Dieser entpuppte sich als bipolare Ausströmung, als stellarer Jet (Mikro-Jet)! Diese Plasmaströmungen bewegen sich mit mehreren hundert km/s durch das interstellare Medium (ISM). Typische Längenskalen des protostellaren Jets sind 1017 bis 1019 cm, entsprechend 0.1 bis 10 Lichtjahre. Im Innern der Dunkelwolke sitzt ein Protostern mit etwa 10facher Sonnenleuchtkraft und erzeugt diese Jets. Bei der Erzeugung der Jets spielt auch - wie bei den Makro-Jets der AGN - eine Akkretionsscheibe ('Jet-Scheiben-Symbiose') eine wichtige Rolle: der größte Teil des Akkretionsflusses geht in die Bildung eines neues Sterns, ein geringer Anteil geht in den Ausfluss, der nach Kollimation zum Jet wird. Die YSO-Jets sind magneto-zentrifugal getrieben, d.h. sowohl die Magnetohydrodynamik sorgt über Alfvén-Wellen für einen Ausfluss, als auch die Zentrifugalkraft, wenn Teilchen hohen Drehimpuls besitzen.

Jetstudien

Sowohl T Tauri-Sterne, als auch Herbig-Haro-Objekte zeigen stellare Jets, die natürlich viele Größenordnungen kleiner sind als die extragalaktischen Jets der Galaxien. Gerade deshalb sind sie interessante Studienobjekte, um beide Phänomene zu vergleichen.

bekannte Sternentstehungsgebiete

Sternentstehungsregionen mit vielen YSOs sind sehr zahlreich am Himmel. Zu den bekanntesten zählen der Orionnebel im Sternbild Orion und ρ Ophiuchi im Sternbild Schlangenträger (Ophiuchus), einer Molekülwolke in nur 500 Lichtjahren Entfernung.
Bekannte YSO-Quellen sind: HH 1, S233, HH 111, HH 211, DR 21, ASR 49.

Astrochemie

Sehr komplex ist die Astrochemie bzw. Molekülphysik der YSO-Jets. Die wichtigsten Moleküllinien sind molekularer Wasserstoff H2 und Kohlenmonoxid CO. Daneben ist die Berücksichtigung atomaren Wasserstoffs HI wesentlich. Diese Linienemission sorgt für die Kühlung des Jetplasmas (Strahlungskühlung), die in YSO-Jet-Simulationen berücksichtigt werden muss.

Yukawa-Potential

Zusammenhang von Yukawa-Potential, Masse des Austauschteilchens und Reichweite Dieses Kräftepotential ist benannt nach dem japanischen Physiker Hideki Yukawa (1907 - 1981), einem Pionier der Theorie der Kernkräfte und der Mesonen.

Yukawas Idee

Er prognostizierte, dass die Kernkräfte, also diejenigen Kräfte, die die Nukleonen zu einem Atomkern kapseln, durch den Austausch von Mesonen vermittelt werden. Die Mesonen sind auch Bosonen, weil sie aus zwei Quarks bestehen. Yukawa sollte recht behalten: dies wurde 1949 mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt.
Die fundamentale Gleichung des Yukawa-Potentials (siehe oben) formulierte er 1935. Sie enthält die Masse des Austauschteilchens mex (Index 'ex' für exchange, dt. Austausch) oder alternativ dessen Compton-Wellenlänge. Man erkennt direkt an der Gleichung, dass schwerere Austauschteilchen eine kürzere Reichweite haben, weil dann die exponentielle Dämpfung stärker ist.

Kernkräfte als Mesonenaustausch

Die Kernkräfte setzen sich aus verschiedenen Anteilen zusammen:

  • Der Ein-Pion-Austausch (One Pion Exchange, OPE) entspricht der langreichweitigen, anziehenden Komponente.
  • Der Zwei-Pionen-Austausch (Sigma-Meson) ist verantwortlich für die Potentialmulde.
  • Schließlich trägt Omega-Meson zur kurzreichweitigen, anziehenden Komponente der Kernkräfte bei. Alle Beiträge zusammen genommen formen das resultierende Profil der Kernkräfte.

eine weitsichtige Idee

Aber dieses Konzept kann noch viel weitreichender angewendet werden: Die typischen 1/r-Potentiale, wie das Coulomb-Potential der elektromagnetischen Wechselwirkung oder das Newtonsche Gravitationspotential folgen direkt, wenn man jeweils ein Austauschteilchen der Masse null annimmt. Dies passt bestens in das Standardmodell der Teilchenphysik bzw. den quantenfeldtheoretischen Ansätzen der vier fundamentalen Wechselwirkungen, denn das Photon ebenso wie das Graviton sind masselos und führen über das Yukawa-Profil zu unendlichen Reichweiten der jeweiligen Wechselwirkung!

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Andreas Müller © Andreas Müller, August 2007

Index

A
Abbremsparameter
ADAF
ADD-Szenario
ADM-Formalismus
AdS/CFT-Korrespondenz
AGB-Stern
Äquivalenzprinzip
Akkretion
Aktiver Galaktischer Kern
Alfvén-Geschwindigkeit
Alfvén-Zahl
Allgemeine Relativitätstheorie
Alpha-Zerfall
AMR
anthropisches Prinzip
Antigravitation
Antimaterie
Apastron
Apertursynthese
Aphel
Apogäum
Astronomie
Astronomische Einheit
asymptotisch flach
Auflösungsvermögen
Axion
AXP
B
Balbus-Hawley- Instabilität
Bardeen-Beobachter
Baryogenese
Baryonen
baryonische Materie
Bekenstein-Hawking- Entropie
Beobachter
Beta-Zerfall
Bezugssystem
Bianchi-Identitäten
Big Bang
Big Bounce
Big Crunch
Big Rip
Big Whimper
Birkhoff-Theorem
Blandford-Payne- Szenario
Blandford-Znajek- Mechanismus
Blauverschiebung
Blazar
BL Lac Objekt
Bogenminute
Bogensekunde
Bosonen
Bosonenstern
Boyer-Lindquist- Koordinaten
Bran
Brans-Dicke- Theorie
Brauner Zwerg
Brill-Wellen
Bulk
C
Carter-Konstante
Casimir-Effekt
Cauchy-Fläche
Cepheiden
Cerenkov-Strahlung
Chandrasekhar-Grenze
Chaplygin-Gas
Chiralität
Christoffel-Symbol
CMB
CNO-Zyklus
Comptonisierung
Cosmon
C-Prozess
D
Deep Fields
Derricks Theorem
de-Sitter- Kosmos
DGP-Szenario
Diffeomorphismus
differenzielle Rotation
Distanzmodul
Dodekaeder-Universum
Doppler-Effekt
Drei-Kelvin-Strahlung
Dunkle Energie
Dunkle Materie
E
Eddington-Finkelstein- Koordinaten
Eddington-Leuchtkraft
Effektivtemperatur
Eichtheorie
Einstein-Ring
Einstein-Rosen- Brücke
Einstein-Tensor
Eisenlinie
Eklipse
Ekliptik
Ekpyrotisches Modell
Elektromagnetismus
Elektronenvolt
elektroschwache Theorie
Elementarladung
Energie
Energiebedingungen
Energie-Impuls-Tensor
Entfernungsmodul
eos
eos-Parameter
Epizykel
Ereignishorizont
erg
Ergosphäre
eV
Extinktion
Extradimension
extragalaktisch
extrasolar
extraterrestrisch
Exzentrizität
F
Falschfarbenbild
Fanaroff-Riley- Klassifikation
Faraday-Rotation
Farbindex
Farbladung
Farbsupraleitung
Feldgleichungen
Fermi-Beschleunigung
Fermionen
Fermionenstern
Fernparallelismus
Feynman-Diagramm
FFO
FIDO
Flachheitsproblem
FLRW-Kosmologie
Fluchtgeschwindigkeit
Frame-Dragging
f(R)-Gravitation
Friedmann-Weltmodell
G
Galaktischer Schwarz-Loch-Kandidat
Galaxie
Gamma Ray Burst
Gamma-Zerfall
Geodäte
Geometrisierte Einheiten
Geometrodynamik
Gezeitenkräfte
Gezeitenradius
Gluonen
Grad
Granulation
Gravastern
Gravitation
Gravitationskollaps
Gravitationskühlung
Gravitationslinse
Gravitationsradius
Gravitations- rotverschiebung
Gravitationswellen
Gravitomagnetismus
Graviton
GRBR
Große Vereinheitlichte Theorien
Gruppe
GUT
GZK-cutoff
H
Hadronen
Hadronen-Ära
Hamilton-Jacobi- Formalismus
Harvard-Klassifikation
Hauptreihe
Hawking-Strahlung
Hawking-Temperatur
Helizität
Helligkeit
Herbig-Haro- Objekt
Hertzsprung-Russell- Diagramm
Hierarchieproblem
Higgs-Teilchen
Hilbert-Raum
Hintergrundmetrik
Hintergrundstrahlung
HLX
HMXB
Holostern
Homogenitätsproblem
Horizont
Horizontproblem
Horn-Universum
Hubble-Gesetz
Hubble-Klassifikation
Hubble-Konstante
Hydrodynamik
hydrostatisches Gleichgewicht
Hyperladung
Hypernova
Hyperonen
I
IC
Inertialsystem
Inflation
Inflaton
intergalaktisch
intermediate-mass black hole
interplanetar
interstellar
Isometrien
Isospin
Isotop
ITER
J
Jahreszeiten
Jansky
Jeans-Masse
Jet
K
Kaluza-Klein-Theorie
Kaup-Grenzmasse
Kaonen
Kataklysmische Veränderliche
Keine-Haare- Theorem
Kepler-Gesetze
Kerr-de-Sitter- Lösung
Kerr-Lösung
Kerr-Newman- de-Sitter- Lösung
Kerr-Newman- Lösung
Kerr-Schild- Koordinaten
Killing-Felder
Killing-Tensor
K-Korrektur
Koinzidenzproblem
Kollapsar
Kompaktes Objekt
Kompaktheit
Kompaktifizierung
Kompaneets-Gleichung
konforme Transformation
Kongruenz
Koordinatensingularität
Kopenhagener Deutung
Korona
Korrespondenzprinzip
Kosmische Strahlung
Kosmische Strings
Kosmographie
Kosmologie
Kosmologische Konstante
Kosmologisches Prinzip
kovariante Ableitung
Kovarianzprinzip
Kreisbeschleuniger
Kretschmann-Skalar
Krümmungstensor
Kruskal-Lösung
Kugelsternhaufen
L
Laborsystem
Ladung
Lagrange-Punkte
Lambda-Universum
Lapse-Funktion
Laserleitstern
Lense-Thirring- Effekt
Leptonen
Leptonen-Ära
Leptoquarks
Leuchtkraft
Leuchtkraftdistanz
Levi-Civita- Zusammenhang
Licht
Lichtjahr
Lichtkurve
Lie-Ableitung
Linearbeschleuniger
LINER
Linienelement
LIRG
LMXB
LNRF
Lokale Gruppe
Loop-Quantengravitation
Lorentz-Faktor
Lorentzgruppe
Lorentzinvarianz
Lorentz-Kontraktion
Lorentz-Transformation
Lundquist-Zahl
Luxon
M
Machscher Kegel
Machsches Prinzip
Machzahl
Magnetar
magnetische Rotationsinstabilität
Magnetohydrodynamik
Magnitude
marginal gebundene Bahn
marginal stabile Bahn
Markariangalaxie
Maxwell-Tensor
Membran-Paradigma
Mesonen
Metall
Metrik
Mikroblazar
Mikrolinse
Mikroquasar
Milchstraße
Minkowski-Metrik
Missing-Mass- Problem
mittelschwere Schwarze Löcher
MOND
Monopolproblem
Morphismus
M-Theorie
Myonen
N
Neutrino
Neutronenreaktionen
Neutronenstern
Newtonsche Gravitation
No-Hair-Theorem
Nova
Nukleon
Nukleosynthese
Nullgeodäte
O
Öffnung
Olbers-Paradoxon
O-Prozess
Oppenheimer-Volkoff- Grenze
optische Tiefe
Orthogonalität
P
Paradoxon
Paralleluniversum
Parsec
partielle Ableitung
Pauli-Prinzip
Penrose-Diagramm
Penrose-Prozess
Pentaquark
Periastron
Perigäum
Perihel
periodisch
persistent
Petrov-Klassifikation
PG1159-Sterne
Phantom-Energie
Photon
Photonenorbit
Photosphäre
Pion
Pioneer-Anomalie
Planck-Ära
Planckscher Strahler
Planck-Skala
Planet
Planetarische Nebel
Poincarégruppe
Poincaré- Transformation
Polytrop
Population
Post-Newtonsche Approximation
Poynting-Fluss
pp-Kette
p-Prozess
Prandtl-Zahl
primordiale Schwarze Löcher
Prinzip minimaler gravitativer Kopplung
Protostern
Pseudo-Newtonsche Gravitation
Pulsar
Pulsierendes Universum
Pyknonukleare Reaktionen
Q
QPO
Quant
Quantenchromodynamik
Quantenelektrodynamik
Quantenfeldtheorie
Quantengravitation
Quantenkosmologie
Quantenschaum
Quantensprung
Quantentheorie
Quantenvakuum
Quantenzahlen
Quark-Ära
Quark-Gluonen- Plasma
Quarks
Quarkstern
Quasar
quasi-periodisch
Quasi-periodische Oszillationen
Quelle
Quintessenz
R
Radioaktivität
Radiogalaxie
Radion
Randall-Sundrum- Modelle
Randverdunklung
Raumzeit
Rayleigh-Jeans- Strahlungsformel
Ray Tracing
Reichweite
Reionisation
Reissner-Nordstrøm- de-Sitter- Lösung
Reissner-Nordstrøm- Lösung
Rekombination
relativistisch
Relativitätsprinzip
Relativitätstheorie
Renormierung
Reverberation Mapping
Reynolds-Zahl
RGB-Bild
Ricci-Tensor
Riemann-Tensor
Ringsingularität
Robertson-Walker- Metrik
Robinson-Theorem
Roche-Volumen
Röntgendoppelstern
Roter Riese
Roter Zwerg
Rotverschiebung
Rotverschiebungsfaktor
r-Prozess
RRAT
RR Lyrae-Sterne
Ruhesystem
S
Schallgeschwindigkeit
scheinbare Größe
Schleifen- Quantengravitation
Schwache Wechselwirkung
Schwarzer Körper
Schwarzer Zwerg
Schwarzes Loch
Schwarzschild-de-Sitter- Lösung
Schwarzschild-Lösung
Schwarzschild-Radius
Schwerkraft
Seltsamer Stern
Seltsamkeit
Seyfert-Galaxie
Singularität
skalares Boson
SNR
Soft Gamma-Ray Repeater
Sonne
Spektraltyp
Spezialität
Spezielle Relativitätstheorie
Spin
Spin-Netzwerk
Spinschaum
Spin-Statistik-Theorem
Spintessenz
s-Prozess
Standardkerzen
Standardmodell
Standardscheibe
Starke Wechselwirkung
Statisches Universum
Staubtorus
Stefan-Boltzmann- Gesetz
stellare Schwarze Löcher
Stern
Sternentstehung
Strange Star
Stringtheorien
Subraum
Supergravitation
supermassereiche Schwarze Löcher
Supernova
Supernovaremnant
Superstringtheorie
Supersymmetrie
Symbiotische Sterne
Symmetrie
Symmetriebrechung
Symmetriegruppe
Synchrotron
Synchrotronstrahlung
Synchrozyklotron
T
Tachyon
Tagbogen
Tardyon
Teilchen
Teilchenbeschleuniger
Tensorboson
Tensoren
Tetraden
Tetraquark
TeVeS
Thermodynamik
thermonukleare Fusion
Tiefenfeldbeobachtung
Tierkreis
TNO
Topologie
topologische Defekte
Torsionstensor
Trägheit
transient
Transit
Triple-Alpha-Prozess
T Tauri Stern
Tunneleffekt
U
ULIRG
ULX
Unifikation
Unitarität
Universum
Unruh-Effekt
Urknall
V
Vakuum
Vakuumstern
Vektorboson
Velapulsar
Veränderliche
Vereinheitlichung
Viele-Welten- Theorie
VLA
VLBI
VLT
VLTI
Voids
VSOP
W
Walker-Penrose- Theorem
Weakonen
Weinberg-Winkel
Weiße Löcher
Weißer Zwerg
Wellenfunktion
Weylsches Postulat
Weyl-Tensor
Wheeler-DeWitt- Gleichung
Wiensche Strahlungsformel
Wilson-Loop
WIMP
Wolf-Rayet-Stern
w-Parameter
Wurmlöcher
X
X-Bosonen
X-Kraft
X-ray burster
Y
Y-Bosonen
Yerkes- Leuchtkraftklassen
YSO
Yukawa-Potential
Z
ZAMO
Zeit
Zeitdilatation
Zodiakallicht
Zustandsgleichung
Zustandsgröße
Zwerge
Zwergplanet
Zwillingsparadoxon
Zyklisches Universum
Zyklotron