Das ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. Die Folge gibt es auch als MP3-Download und YouTube-Video. Und den ganzen Podcast findet ihr auch bei Spotify.
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Sternengeschichten Folge 401: Magnetare
Ein Magnetar ist ein Pulsar mit einem extrem starken Magnetfeld. Und was ein Pulsar ist, habe ich ja schon in Folge 142 ausführlich erklärt. Womit man diese Folge des Podcasts auch schon wieder beenden könnte. Was ich aber natürlich nicht tue. Denn es gibt über die Magnetare noch viel mehr zu erzählen. Vor allem über das, was man über diese Objekte noch nicht weiß.
Sicherheitshalber fange ich noch einmal mit einer kurzen Zusammenfassung der Grundlagen an. Alles geht mit einem Stern los. Der muss mehr Masse haben als unsere Sonne, aber auch nicht zu viel mehr. So zwischen der 8 und 12fachen Sonnenmasse. Und er muss alt sein, beziehungsweise er muss das Ende seines Lebens erreicht haben. Das heißt die Kernfusionsreaktionen in seinem Inneren müssen zum Erliegen kommen weil nichts mehr da ist, was fusioniert werden kann. Wenn das passiert, gibt es auch keine Strahlung mehr die aus dem Kern des Sterns nach außen dringt und den Stern stabil hält. Er fällt nun unter seinem eigenen Gewicht in sich zusammen. Es gibt einen gewaltigen Rumms den wir „Supernova-Explosion“ nennen und übrig bleibt ein Neutronenstern. Hätte der Stern weniger Masse, dann gäbe es diesen Rumms nicht, er würde einfach nur ein bisschen in sich zusammensacken und auskühlen. Das was da übrig bleibt nennt sich „Weißer Zwerg“ und es ist auch das was aus unserer Sonne einmal werden wird. Aber nicht das, was uns jetzt interessiert. Hätte der Stern sehr viel mehr Masse, dann gäbe es zwar auch ein gewaltiges Rumms. Aber es würde kein Neutronenstern übrig bleiben sondern ein schwarzes Loch. Das können wir jetzt auch nicht brauchen, wir bleiben beim Neutronenstern.
Das ist ein Himmelskörper, der eine Masse hat die irgendwo zwischen dem 1,4 und 3fachen der Sonnenmasse liegt. Der ganze Rest ist bei der Supernova-Explosion beziehungsweise davor ins All geschleudert worden. Diese aber immer noch recht ordentliche Restmasse ist nur noch eine Kugel mit dem Durchmesser von ein paar Dutzend Kilometern. Die ganze Masse eines Sterns auf einen Raum zusammengequetscht der so groß wie eine Stadt ist! Ein Neutronenstern ist also ein höchst außergewöhnlicher Himmelskörper. Er besteht nicht mehr aus normaler Materie. Beziehungsweise schon, aber nicht mehr aus normalen Atomen. Ein normales Atom hat einen Kern, der aus elektrisch positiv geladenen Protonen und elektrisch nicht geladenen Neutronen besteht. Um diesen Kern herum befindet sich eine Schale aus elektrisch negativ geladenen Elektronen. Für so ein ausgewachsenes Atom ist in einem Neutronenstern aber kein Platz mehr. Das ganze Ding wurde ja beim Kollaps enorm stark zusammengequetscht. So stark, dass auch die Elektronen aus der Atomhülle quasi in die Protonen des Atomkerns gedrückt wurden. Negative Elektronen und positive Protonen ergeben neutrale Neutronen. In Wahrheit ist zwar alles ein wenig komplizierter – aber das reicht fürs erste.
Wir haben jetzt also eine ungefähr 20 Kilometer große Kugel aus Neutronen. Würde man ein Stückchen von diesem Neutronenstern abknapsen, nur so groß wie ein Zuckerwürfel, dann hätte das ein Gewicht das dem von einer Milliarde Autos entspricht! So weit, so erstaunlich. Diese Objekte sind aber noch viel erstaunlicher als das. Sie rotieren zum Beispiel enorm schnell um ihre Achse. Auch das kann man leicht verstehen, es ist die gute alte Drehimpulserhaltung! Der Stern hat sich ja schon um seine Achse gedreht als er noch ein Stern war. Tut unsere Sonne ja auch, einmal in ungefähr 27 Tagen. Wenn man ein rotierendes Ding nun aber komprimiert, also kleiner macht, dann muss es sich schneller drehen als vorher damit der Drehimpuls, also die Energie die in der Rotation steckt, erhalten bleibt. Das klassische Beispiel um das zu demonstrieren ist der Eiskunstläufer der seine Pirouetten dreht und dabei schneller wird, wenn er die Arme an den Körper zieht und langsamer, wenn er sie wieder ausstreckt. Nicht ganz so klassisch aber viel lustiger ist das Experiment das alle selbst auf einem Drehstuhl machen können: Einfach drehen, die Arme ausstrecken und schauen was passiert…
Weil ein Neutronenstern jetzt aber extrem stark komprimiert worden ist, dreht er sich auch extrem schnell. Ein paar Mal pro Sekunde schafft er locker, viele können sich auch ein paar tausend Mal pro Sekunde um ihre Achse drehen. Auch das ist erstaunlich, aber noch nicht erstaunlich genug. Denn jetzt müssen wir über die Magnetfelder von Neutronensternen reden. Was manche vielleicht ein wenig skeptisch werden lässt. Wo soll der das eigentlich her haben? Will man ein Magnetfeld bekommen, braucht man – vereinfacht gesagt – etwas das elektrisch geladen ist und das sich bewegt. Bei der Erde sind das zum Beispiel die Ströme aus flüssigem Metall im Inneren unseres Planeten. Auf der Sonne ist es das Plasma aus dem sie besteht und dass sich dort ständig bewegt. Aber der Neutronenstern besteht ja nur aus elektrisch ungeladenen Neutronen. Ja, das hab ich zwar gerade gesagt, aber das war nicht ganz richtig. Richtig ist: Ein Neutronenstern besteht zwar zu einem großen Teil aus Neutronen aber nicht komplett. Das Problem mit Neutronen ist ja: Die Dinger sind eigentlich nicht stabil. Ein freies Neutron, d.h. ein Neutron das nicht Teil eines Atomkerns ist, zusammen mit Protonen, überlebt nur ein paar Minuten, dann zerfällt es. Das Neutron wandelt sich in ein Proton und ein Elektron um und die einzige Möglichkeit es daran zu hindern ist, es eben in einem Atomkern einzusperren. Oder im Inneren eines Neutronensterns wo der Druck hoch genug ist. Da zerfällt das Neutron zwar auch, aber eben weil der Druck so groß ist, werden die dabei entstehenden Protonen und Elektronen sofort wieder zu Neutronen zusammengequetscht. Am Rand des Neutronensterns, in seinen äußeren Kruste, geht das nicht. Hier ist der Druck nicht groß genug und hier gibt es tatsächlich keine Neutronen. Dort treiben sich Elektronen und Protonen rum und sogar ein paar echte, elektrisch geladene Atome. Die erzeugen bei ihrer Bewegung das Magnetfeld.
Wir haben jetzt also einen Neutronenstern mit einem Magnetfeld der sehr schnell rotiert. Der sitzt normalerweise auch nicht völlig isoliert im leeren Raum. Da ist noch ein bisschen Zeug um ihn herum, Gas, Staub, ein Schwung Elektronen – alles noch vom ursprünglichen Stern übrig geblieben. In dieser Wolke dreht sich der Neutronenstern um seine Drehachse. Die Richtung des Magnetfelds muss jetzt aber nicht unbedingt mit der Drehachse übereinstimmen. Oder anders gesagt: Der Nord- und Südpol des Neutronensterns müssen nicht mit den magnetischen Polen übereinstimmen. Wenn der Neutronenstern jetzt also so vor sich hin durch die Gaswolke rotiert, schleppt er dabei auch ein sein Magnetfeld quer durch das ganze Zeug. Dabei können elektrisch geladene Teilchen eingefangen und mitgenommen werden. Wenn das passiert, geben die dabei Strahlung ab. Aber nicht in alle Richtungen sondern nur entlang des Magnetfeldes. Das sieht dann ein wenig so aus wie der Lichtkegel eines Leuchturms. Wenn dieser Strahlungskegel eines rotierenden Neutronensterns zufällig genau so liegt, dass er die Erde treffen kann, dann beobachten wir einen Pulsar. In regelmäßigen Abständen, entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Neutronensterns, streicht der Strahlungskegel über die Erde und wir sehen ein „Blinken“. Beziehungsweise kein „Blinken“ wie bei einem Leuchtturm; es ist meistens ein „Blinken“ im Radiobereich des elektromagnetischen Spektrums. Und weil so ein Neutronenstern dann aus unserer Sicht quasi pulsiert, haben wir ihn „Pulsar“ genannt.
Jetzt sind wir aber immer noch nicht beim Magnetar. Der ist, wie ich ganz zu Beginn gesagt habe, ein Pulsar mit einem extrem starken Magnetfeld. Ungefähr 1000 Mal stärker als das eines normalen Pulsars. Und übrigens ein paar Billiarden Mal stärker als das Magnetfeld der Erde. Oder ein paar Billionen mal stärker als ein normaler Kühlschrankmagnet. Sehr stark auf jeden Fall und die Frage die sich nun stellt ist natürlich: Wieso?
Das hat mit der Entstehung eines Neutronensterns zu tun. Der rotiert ja nach seinem Kollaps ziemlich schnell. Aber auch das Material aus dem er besteht kann lokal rotieren, also sogenannte „Konvektionszellen“ bilden. Normalerweise regelt sich das alles ziemlich schnell; die ganzen turbulenten Flüsse aus elektrisch leitenden Material in den äußeren Schichten eines frischen Neutronensterns beruhigen sich schnell und dann ist alles im Gleichgewicht. Wenn die Rotation des Neutronensterns aber gerade auf die richtige Weise mit der Rotationsgeschwindigkeit solcher Konvektionszellen zusammenpasst, kann ein „magnetohydrodynamischer Dynamo“ entstehen. Klingt kompliziert, ist es auch, aber es ist im Prinzip das gleiche wie ein normaler Fahrraddynamo. Da wird die Bewegungsenergie des Fahrrads in elektromagnetische Energie, also Strom umgewandelt. Hier sind es die Konvektionszellen die durch die Rotation des Sterns in seinem Magnetfeld quasi stabilisiert werden können und dann kann deren Bewegungsenergie in Energie für das Magnetfeld umgewandelt werden.
Jetzt haben wir also einen Magnetar. Die meisten davon sind vermutlich unauffällig. Manche aber auch nicht. Es kann bei Pulsaren auch zu so etwas ähnliches wie Erdbeben kommen. Zu Brüchen in der äußeren Kruste der extrem dichten Materie aus der er besteht. Dann sortiert sich das ganze Material in sehr kurzen Zeiträumen um; die Materieflüssen verändern sich und es kommt zu Störungen im Magnetfeld bei denen sehr viel Energie freigesetzt werden kann. So ein Magnetar zeigt dann in unregelmäßigen Abständen starke Helligkeitsausbrüche, vor allem im Röntgenlicht. Das macht er ein paar Stunden oder Tage lang, dann ist wieder Ruhe, weil sich die Kruste dann vorläufig geordnet hat. Solche Magnetare nennt man „Soft Gamma Repeater“, man hat aber auch schon Röntgenausbrüche am Himmel beobachtet, die nicht in dieses Muster passen. Das sind „anomale Röntgenpulsare“, die konstant hell im Röntgenlicht leuchten und dazwischen immer wieder mal für ein paar Sekunden deutlich mehr Energie abgeben als vorher oder nachher.
Magnetare sind noch nicht enorm intesiv erforscht. Wir verstehen vieles bei der internen Struktur von Neutronensternen noch zu wenig oder gar nicht um ihr Verhalten wirklich gut vorhersagen zu können. Wir wissen daher auch nicht, was für Strahlunsgausbrüche so ein Magnetar produzieren kann. Es gibt diverse hochenergetische Phänomene im Universum bei denen wir immer wieder Mal jede Menge Röntgen- oder Gammastrahlung sehen können. Bei vielen könnten Magnetare beteiligt sind. Oder auch nicht. Sie könnten zum Beispiel bei ganz speziellen Supernova-Explosionen eine Rolle spielen, die heller leuchten als man es eigentlich erwarten würde. Was sie vielleicht deswegen tut, weil der beim Kollaps des Sterns entstandene Magnetar durch das umliegende Material sehr schnell abgebremst wird und die dabei freiwerdende Energie die Supernova heller leuchten lässt. Oder vielleicht haben Magnetare auch nichts mit diesem Phänomen zu tun.
Klar ist nur: Magnetare sind extrem faszinierende Himmelskörper die die Grenzen unseres Wissens austesten.
„“Das heißt die Kernfusionsreaktionen in seinem Inneren müssen zum Erliegen kommen weil nichts mehr da ist, was fusioniert werden kann. Wenn das passiert, gibt es auch keine Strahlung mehr die aus dem Kern des Sterns nach außen dringt und den Stern stabil hält. Er fällt nun unter seinem eigenen Gewicht in sich zusammen. Es gibt einen gewaltigen Rumms den wir “Supernova-Explosion” nennen und übrig bleibt ein Neutronenstern. „“
Hmmm, das ist meiner Meinung nach als Erklärung für einen abrupten Kollaps unzureichend.
Da müsste ein Prozess mit negativem dP/dV im Spiel sein, oddrr?
Kerberos
ein Magnetar arbeitet wie ein Dynamo. Wobei das Magnetfeld mit seinen Linien dann irgendwie arbeiten und uns verzaubern. Dabei meine ich, das hier mal über Scherkräfte nachzudenken ist. Was mich zum Permanentmagnetmotor bringt, der ja mit Scherkräften arbeitet.Vielleicht haben sie Interesse an Scherkräften.Ich habe da was geschrieben und kopiere es einmal.
anschauliche Beschreibung
Ich nehme meine Wanduhr Durchmesser 30cm von der Wand und lege sie mit dem Ziffernblatt nach oben auf den Boden. Ich benötige nur den Minutenzeiger, der bis an die Ziffern heran reicht. Ich befestige am Ende des Minutenzeigers einen Permanentmagneten. Auf die Plexiglasscheibe stelle ich auf jede volle Stunde einen Zylinder mit einer Flüssigkeit gefüllt. Im Zylinder ist ein Kolben der unten einen Dauermagneten besitzt. Bei der Begegnung der von Minutenzeiger und aller Zylinder stoßen sich die Magneten immer ab. Nordpol-Nordpol. Der Zylinder hat am oberen und unteren Totpunkt ein Ventil und Schlauch, der die Flüssigkeit zu einer Pumpe befördert, womit ich Strom erzeuge. Wenn der Kolben im Zylinder nach oben bewegt wird, fließt die Flüssigkeit vom oberen Totpunkt durch das Ventil durch den Schlauch zur Pumpe und am unteren Totpunkt durch den Schlauch wieder in den Zylinder.
Somit arbeite ich mit Scherkraft. Mit der Scherkraft nähert sich der Magnet am Minutenzeigers an den Magnet im Kolben an. Dann öffne ich das Ventil am Zylinder, wenn die Magneten sich gegenüberstehen, um die volle Kraft auszunutzen. Nachdem der Minutenzeiger weitergegangen ist kommt der Kolben durch die Schwerkraft wieder nach unten.
Nun tausche ich den Minutenzeiger gegen eine Scheibe aus mit dem selben Radius. Dort befestige ich 24 Dauermagnete. 12X Nordpol 12x Südpol. Abwechselnd ziehen sie den Gegenmagneten an, oder stoßen sich ab.
Die Scherkraft beträgt nur 1/5 der Kraft der Anziehung und oder Abstoßung. Hier sehe ich den Ansatz für ein Perpetuum Mobile für mobile Systeme wie Autos. Dabei hat ein Magnetmotor nicht soviel Leistung, das wir ohne Abstriche damit ein Auto antreiben. Deshalb schlage ich vor eine Batterie einzubauen. Der Magnetmotor kann ja 24/7 betrieben werden und so die Batterie aufladen.
Gruß wernet
@wernet
Du müsstest noch dazu sagen, dass der Zeiger der Uhr von dem Strom angetrieben werden soll, der mit den Zylindern und Pumpen erzeugt wird. Dann wird ein Perpetuum Mobile draus, allerdings eins, das sofort stehen bleibt, genau so wie das alle bisher erfundenen PPTMs getan haben. Und wenn du noch nebenbei einen Akku damit aufladen willst, geht das mit dem Stehenbleiben besonders schnell.
Nimm einen Kreisel und lasse ihn in einem gravitationsfreien Vakuum rotieren. Näher kommst du an ein PPTM nicht heran. Einen Akku laden kann man damit zwar auch nicht, aber er ist schön anzuschauen. Er wird sich für sehr sehr lange Zeit drehen, aber auch irgendwann stehen bleiben. Die Natur lässt sich nicht bescheißen.
@wernet
Der Magnetmotor wird nie funktionieren.
Das ist einfach so. 🙂
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Magnetmotor
@Karl-Heinz:
So genau wie in deinem Link – der das schön erklärt – muss man es nicht mal nehmen. Eine simple thermodynamische Betrachtung reicht.
Was die ganzen Honks, die aus Permanentmagneten ein Perpetuum Mobile bauen wollen, nämlich nicht berücksichtigen ist, dass man:
Erstens Energie braucht um so einen Magneten erst mal zu machen. Die muss man nämlich reinstecken um die magnetischen Domänen aus zu richten und zweitens bleibt die da nicht drin. Selbst wenn man den Magneten in einen feldfreien Raum legen und nie wieder anfassen würde nicht – auch wenn das sehr, sehr lange dauern würde. Da sorgt die Lady Entropie für.
Da ist also schonmal nix mit Energiegewinnung und beliebig lange schon mal gar nicht.
Man könnte sich sicher einen Aufbau überlegen mit dem man die Energie aus der Magnetisierung zurückgewinnen könnte. Minus gewisse Verluste. Mehr aber nicht.
Und wie schlappohr schon schrieb: „die Natur lässt sich nicht bescheissen.“
An den Hauptsätzen der Thermodynamik kommt halt niemand vorbei. Nicht mal Stan Libuda.
„“Die Natur lässt sich nicht bescheißen.““
Stimmt, Schlappohr,
aber der Selbstbetrug ist sehr populär.
:=(
Magnetare sind die gefährlichsten Objekte im Universum. Sie benehmen sich wie eine Speikobra und das auf sehr weiter Entfernung. 🙂
Aufgabe 12 : Zusammensetzung von Neutronensternen (15 Punkte)
Wieviel Prozent eines ungeladenen Neutronensternes mit dem Radius R = 10^4 m und der Masse M = 1,4 M = 2,8 · 10^30 kg müssen aus Elektronen und Protonen bestehen, damit der Stern gegen Neutronenzerfall n → p + e(−) + Elektron-Antineutrino stabil ist?
mp = 1,672 649 · 10^−27 kg = 938,278 MeV/c2
mn = 1,674 955 · 10^−27 kg = 939,573 MeV/c2
me = 9,109 54 · 10^−31 kg = 511,003 keV /c2
Wer weiß was? 🙂
Zum Nachlesen oder Weiterbilden.
https://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2016/02/22/warum-haben-neutronensterne-ein-so-starkes-magnetfeld-wenn-sie-aus-ungeladenen-neutronen-bestehen/
@Karl-Heinz:
Wie wäre es mit dem folgenden einfachst möglichen Modell:
Man nimmt an, dass der Neutronenstern aus einem kugelförmigen Kern aus Neutronen besteht, auf dem eine dünne ebenfalls kugelförmige Schicht aus Protonen und Elektronen liegt. Dann nimmt man an, dass in beiden Teilen die Dichte jeweils konstant ist (das ist natürlich eine sehr starke Vereinfachung), so dass man leicht die klassische gravitative Bindungsenergie dieses Objekts berechnen kann.
Die (klassische) Gesamtmasse des Objekts lässt sich auch leicht durch den Radius des Kerns, die Dicke der Proton/Elektron-Schicht, und die Dichten ausdrücken. Dann hat man auch die Ruheenergie (wenn man wieder ART-Effekte vernachlässigt) und die Summe von Ruhe- und Bindungsenergie ist die Gesamtenergie (wenn man alle weiteren Kräfte vernachlässigt).
Dann muss man noch berücksichtigen, dass die Anzahl an Nukleonen fest ist (denn beim Beta-Zerfall und dem inversen Beta-Zerfall ändert sie sich nicht). Das ergibt einen Zusammenhang zwischen dieser Nukleonenzahl, dem Radius des Kerns, und der Dicke der Proton/Elektron-Schicht.
Diesen Zusammenhang löst man nach dem Radius des Kerns auf, und setzt in die Gesamtenergie ein. Dann hat man die Gesamtenergie als Funktion der Dicke der Proton/Elektron-Schicht, wobei die beiden Dichten und die Nukleonenzahl als Parameter auftreten.
Dann bestimmt man die Dicke, bei der diese Funktion ein Minimum annimmt, denn das ist der Gleichgewichtszustand in diesem Modell. Und aus dieser Dicke lässt sich der Anteil der Proton/Elektron-Schicht an der Gesamtmasse bestimmen.
Und wenn man an den richtigen Stellen passend Taylor-entwickelt (die Dicke der Schicht ist sehr viel kleiner als der Radius des Neutronen-Kerns, und der „Massendefekt“ zwischen Neutron und Proton+Elektron ist sehr viel kleiner als die Masse des Neutrons), bekommt man ein gar nicht mal soo schlimmes Ergebnis:
3 (2 R/Rs – 1) ρ2/(ρ1 – ρ2) δm/mn
wobei R der Radius des Neutronensterns, Rs sein Schwarzschildradius, ρ1 die Dichte des Neutronenkerns, ρ2 die Dichte der Proton/Elektron-Schicht, mn die Masse eines Neutrons, und δm = mn – mp – me der „Massendefekt“ ist.
Das einzige Problem ist jetzt noch ρ2 (ρ1 bekommt man ja in sehr guter Näherung aus M und R).
@alex
Lieben Dank alex, dass du dich auch dieser Aufgabenstellung in #8 angenommen hast.
Ich persönlich habe lange nach der Lösung gesucht und habe sie nun endlich im Internet gefunden.
Aufgabe 1: Neutronensterne
Im Allgemeinen kann man annehmen, dass die Dichte in Zentrum von Neutronen-sternen ein Vielfaches der Dichte von gewöhnlicher Kernmaterie erreichen kann
a) Begründen Sie, weshalb ein makroskopischer Körper mit Kernmaterie vergleichbarer Dichte, nicht aus gleichen Teilen an Protonen & Elektronen sowie Neutronen
(Np = Ne ≈ Nn) zusammengesetzt sein kann, wie die Materie in unserer Umwelt.
b) Schätzen Sie den Anteil an Protonen und Elektronen in einem Neutronenstern bei normaler Kerndichte (ρ0= 0.15 Nukleonen/fm3) ab.
Hinweis: Betrachten Sie alle Teilchen als nicht wechselwirkend. Nehmen Sie an, die Elektronen seien hoch relativistisch und die anderen Teilchen seien nicht relativistisch. Nutzen Sie Fermi-Impuls und Fermi-Energie.
Aufgabenstellung und Lösung dazu finden Sie im
Übungsblatt Nr. 03 auf Seite 16 vom PDF
https://physik.leech.it/pub/Ex_VI/Uebungen/SS_10/all.pdf
PS: Ich hätte natürlich auch Florian fragen können, warum der äußere Kern wenige Prozent Elektron Fermigas enthält. Ich denke Florian hat im Moment andere Sorgen als diese sehr spezielle Frage zu beantworten.
Interessieren würde es mich schon, ob man als Astronom diese Frage so aus dem Handgelenk beantworten kann.
Meine persönliche Erfahrung beim Suchen: Mein Gott, sieht irgendwie kompliziert aus und mit der Zeit sind große Minderwertigkeitsgefühle aufgekommen. Aber nach dem ich die Lösung gefunden habe, war ich erleichtert, denn jetzt kann ich bestimmte Dinge wieder logisch einordnen. 🙂
Das finde ich sehr seltsam, bzw. ich verstehe es nicht.
Ein sehr schönes Zitat von Einstein besagt in etwa (nicht wörtlich!): „Man solle alles so einfach wie möglich darstellen, aber nicht einfacher!“
So einfach wie Florian das darstellt ist, meiner Meinung nach, einfach zu einfach.
a) Was, außer Neutronen, ist, wenn man von „normaler“ Materie spricht, nicht elektrisch geladen?
b) Was ist am flüssigen Metall so viel anders als am flüssigen Gestein?
c) Oder liegt es am Plasma, das aber auch nur wieder aus beiden Sorten von el. Ladung besteht, übrigens je gleich viel, die sich beide doch höchstwahrscheinlich in die gleiche Richtung bewegen, außer es wäre schon ein Magnetfeld da, aber dazu müsste es erst einmal entstanden sein.
Wo, außer im Inneren eines Neutronensterns, treiben sich denn keine Elektronen und Protonen und geladene Atome herum? Dann erzeugen die eben überall Magnetfelder, aber da die gegensätzlich „poliert“ sind, heben sie sich gleich wieder weg, vermute ich mal, wissen bzw. verstehen tue ich das aber nicht.
Ich wäre sehr dankbar, wenn das mal so „einfach wie möglich“ aufgeklärt werden könnte.
@Peter Paul
Wie du richtig vermutest sind Atome nach außen hin neutral. Werden sie bewegt entsteht kein Magnetfeld. Etwas anders sieht die Sache aber aus, wenn man flüssiges Metall betrachtet, das sich zum Beispiel durch Konvevektion im Erdinneren bewegt. Bei Metallen sind Elektronen die sich im Leitungsband befinden, leicht verschiebbar. Sprich Metalle sind elektrisch leitend. Bewegt sich also (flüssiges) Metall durch ein schwaches Magnetfeld stimmen Bewegungsrichtungen vom Metall und den freien Elektronen im Metall nicht mehr überein, da die freien Elektronen dem elektrischem Feld folgen, welches jetzt induziert wird. Es fließt sozusagen ein Strom, der ein neues Magnetfeld erzeugt. Kommt es zur positiven Rückkopplung wird das schwache Magnetfeld verstärkt, was wiederum zu einem stärkeren Induktionsstrom führt, der wiederum das Magnetfeld verstärkt bis sich mehr oder weniger ein stabiler Zustand einstellt.
Ich weiß, die Erklärung ist ein bißchen holprig, aber besser als nichts. 😉