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Sterne

Sterne sehen im ersten Moment ziemlich gleich aus. Sie sind über den ganzen Himmel verstreut und funkeln um die Wette. Einige sind ganz hell und auffällig, andere wieder blass und unscheinbar. Wenn du dich aber mit ihnen beschäftigst, wird sich dir eine Welt eröffnen, die überraschend vielfältig und ungeheuer interessant ist!

Das fängt schon damit an, dass der Blick in den Himmel ein Blick in die Vergangenheit ist. Die Lichter der Sterne erreicht uns aus ganz unterschiedlichen Zeiten, je nachdem, wie weit jeder einzelne Stern von der Erde entfernt ist. Das Licht der Sonne erreicht uns bereits nach 8 Minuten, das Licht von Sirius dagegen erst nach 8 Jahren. Somit können wir die Sterne heute nur so sehen, wie sie vor eben dieser Zeit aussahen, als das Licht sie verließ.

PlejadenEin weiterer interessanter Aspekt kommt beim Anblick des Sternenhimmels noch hinzu: die Sterne sind unterschiedlich alt und befinden sich in ganz verschiedenen Phasen ihres Daseins.

Die Plejaden beispielsweise sind noch sehr jung, gerade einmal ein paar Millionen Jahre. Im Vergleich zu unserer Sonne mit ihren 4500 Millionen Jahren sind sie geradezu noch Kinder.

Beteigeuze Beteigeuze, der rötliche Schulterstern des Orion, steht dagegen kurz vor dem absoluten Kollaps.

Er ist ein Roter Riese mit enormer Ausdehnung, der möglicherweise bald in einer Supernova-Explosion auseinanderbersten wird und nach diesem letzten Aufleuchten einfach aus unserem gewohnten Himmelsanblick verschwindet.

In früheren Zeiten war man noch der Ansicht, die Sterne seien unveränderlich und bestünden ewig. In Wirklichkeit ist es ein ständiges Kommen und Gehen, ein Entstehen und Vergehen, nur eben über lange Zeiträume. Diese Vorgänge können wir erst seit verhältnismäßig kurzer Zeit beobachten und erkennen, nämlich seit ca. 400 Jahren.

Die Erfindung des Teleskops machte es möglich, mehr am Himmel zu sehen als mit bloßen Augen. Moderne Beobachtungsgeräte sammeln inzwischen nicht nur das sichtbare Licht, sondern beobachten auch in anderen Frequenzbereichen wie z. B. der Radiostrahlung und der Röntgenstrahlung. Anhand der Spektren, die wir dabei erhalten, lässt sich aus der Ferne sogar bestimmen, aus welchen chemischen Elementen ein Stern zusammengesetzt ist.

Aus vielen hunderttausend Beobachtungen, Daten und Überlegungen ergibt sich für uns nun ein Bild des Universums, das es so vor 100 Jahren noch nicht gegeben hat: dadurch, dass wir Sterne in verschiedenen Lebenszyklen beobachten können, lässt sich auf die Entwicklung eines einzelnen Sternes schließen. Wir können die verschiedenen Phasen seiner Entwicklung nachvollziehen und verstehen, angefangen mit seiner Entstehung aus einer Gaswolke bis hin zum mehr oder weniger spektakulären Ausglühen. Und das obwohl das Leben eines Sterns Millionen mal länger andauert als das eines Menschen! Wie das Leben eines Sterns im Einzelnen abläuft, ist hier nachzulesen. Wie sich ein Stern entwickelt und verhält, hängt sehr stark von seiner Masse ab.

Sterngenerationen

AndromedagalaxieIn den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts beobachtete der Astronom Walter Baade am Mt.-Wilson-Observatorium in Kalifornien unsere Nachbargalaxie, den Andromedanebel. Dabei fiel ihm auf, dass sich in den Spiralarmen hauptsächlich junge, bläuliche Sterne befinden, im Zentralbereich dagegen rötliche, ältere Sterne. Daraufhin teilte Baade die Sterne in 2 Gruppen ein: Population I für junge Sterne und Population II für alte Sterne.

Weitere Untersuchungen zeigten, dass die Sterne beider Populationen auch unterschiedlich zusammengesetzt sind. Während Sterne der Population II hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen und nur Spuren anderer Elemente enthalten, sind in den jungen Sternen der Population I auch schwerere Elemente zu finden. Diese Sterne, zu denen übrigens auch unsere Sonne gehört, entstanden demnach aus Gaswolken, die zuvor mit schweren Elementen angereichert wurden. Ohne diese schweren Elemente können sich außerdem auch keine festen Körper herausbilden, wie es Planeten, Monde, Asteroiden, Kometen usw. sind. Diese Körper konnten im jungen Universum nicht entstehen. Doch wo kommen die schweren Elemente her?

SupernovaZu Beginn des Universums gab es zunächst einmal nur Wasserstoff, geringe Mengen an Helium und lediglich Spuren von Lithium. Alle anderen chemischen Elemente wie z.B. Kohlenstoff, Stickstoff, Silizium und Eisen entstanden erst später im Inneren massereicher Sterne. Deren Lebensdauer ist recht kurz.

Bei der gewaltigen Explosion am Ende ihres Daseins schleudern Sterne die neu produzierten Elemente ins Weltall hinaus und reichern damit Wasserstoffwolken in ihrer Nähe an. Hier können künftig Sterne der Population I entstehen mitsamt Planeten und allem Drum und Dran.

Die ersten SterneDa selbst Sterne der Population II bereits einen ganz geringen Anteil an schweren Elementen enthalten, muss es vor ihnen schon Sterne der Population III gegeben haben, von denen diese Elemente herstammen. Sie existieren heute nicht mehr.

Entstanden sind sie wahrscheinlich bereits ca. 200 Millionen Jahre nach dem Urknall. Sie bildeten sich aus dem Wasserstoff und Helium der Anfangszeit des Universums und konnten zu wahren Sternmonstern heranwachsen, da alle Materie damals noch enger beisammen war und so Unmengen an Baumaterial zur Verfügung standen.

Für ihren Materiehunger zahlten die ersten Sterne mit einem schnellen Tod. Sehr massereiche Sterne gehen sehr verschwenderisch mit ihrem Brennstoffvorrat um. Nach nur 3 Millionen Jahren ist alles aufgebraucht.

Mit gewaltigen Supernovaexplosionen und wahrscheinlich gar mit Hypernovaexplosionen verabschiedeten sie sich und hinterließen der Nachwelt ihre Asche (= neue Elemente) und ein schwarzes Loch oder einen Neutronenstern. Aus der Sternenasche und dem nach wie vor vorhandenen Wasserstoff entstanden dann wieder neue Sterne, nämlich die Population II. Die Schwarzen Löcher dienten eventuell als Keime für Galaxien (in vielen Galaxien befindet sich im Zentrum ein Schwarzes Loch). Die Sterne der Population III, die ersten Sterne also, beendeten das Dunkle Zeitalter des Universums und brachten es zum Leuchten.

Sterne heute

KugelsternhaufenDie ältesten Sterne, die wir heute beobachten können, befinden sich zumeist in Kugelsternhaufen wie den M13. Sie sind etwa 10 Milliarden Jahre alt.

Es sind relativ kleine Sterne, die sparsam mit ihrem Brennstoffvorrat umgehen und deshalb auch eine sehr lange Lebensspanne besitzen.

Massereiche Sterne, die zur gleichen Zeit entstanden wie jene in heutigen Kugelsternhaufen, sind längst schon explodiert und existieren nicht mehr.

Neue Sterne entstehen auch heute noch, wie wir an großen Molekülwolken wie dem Orionnebel M42 beobachten können.

Gas- und Staubwolken Sie entstehen aus dem Sternenstaub früherer Sterne und sind daher anders zusammengesetzt als die alten Sterne aus den Kugelsternhaufen (wie ein Stern zusammengesetzt ist, lässt sich mit einer Spektralanalyse bestimmen).

Während die alten Sterne in den Kugelsternhaufen wahrscheinlich keine Planeten haben, ist es gut möglich, dass sich zugleich mit heute neu entstehenden Sternen auch Planetensysteme herausbilden.

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