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Das Leben der Sterne

Vereinfachte Darstellung des Lebens von Sternen:

Sterne sind - wie unsere Sonne - riesige glühende Gasbälle. Einige Sterne sind größer, die meisten aber kleiner als unsere Sonne, welche wiederum 332 830 mal mehr Masse als die Erde enthält.

Sterne bestehen zu Anfang ihres Lebens etwa zu drei Vierteln aus Wasserstoff und einem Viertel aus Helium. Die schwereren Elemente machen nur etwa 1 Prozent aus. Bei der Sterngeburt stürzt eine Gaswolke in sich zusammen, bis im Inneren Druck und Temperatur hoch genug ist, um eine Kernfusion zu zünden. Dies kann mehrere 100 000 Jahre dauern. Die Gaswolke beginnt zu leuchten, zunächst durch die frei werdende Gravitationsenergie, später durch die Kernverschmelzung. Ein Stern ist entstanden.
In seinem Zentrum verbrennt der Stern nun bei mehreren Millionen Grad Wasserstoff zu Helium. Dies macht er den größten Teil seines Lebens lang als Hauptreihenstern. Je massereicher der Stern ist, desto mehr Brennstoff hat er zwar zur Verfügung, aber er verbrennt diesen viel schneller als ein kleiner Stern. Umso leuchtkräftiger ist er dann auch.

Wenn der Wasserstoff im Kern aufgebraucht ist, dann kann ein kleiner Stern nicht mehr weiterbrennen. Allerdings ist das Universum mit seinen etwa 14 Milliarden Jahren noch zu jung, als das kleine Sterne schon ihren Brennstoff verbraucht haben könnten. Wenn es einmal so weit ist, dann werden diese Sterne einfach langsam kühler und dunkler.

Größere Sterne brennen in ihren äußeren Schichten Wasserstoff weiter. Daher erhitzt sich die äußere Hülle des Sterns und wird nach außen getrieben. Der Stern bläht sich auf und steigert massiv seine Helligkeit, er verlässt die Hauptreihe, ein Roter Riese entsteht. Dies geschieht mit allen Sternen bis zu drei Sonnenmassen (außer den sehr kleinen). Die Hülle wird immer weiter in den Raum getrieben und erscheint uns in Fernrohren oftmals als sehr hübscher Planetarischer Nebel (da er aussieht wie ein Planet, er hat aber mit Planeten nichts zu tun). Der Kern bleibt zurück als inaktiver Weißer Zwerg, etwa in der Größe der Erde (aber mit viel mehr Masse), welcher sehr langsam ausglüht.
Sterne von drei bis acht Sonnenmassen verhalten sich ähnlich, brennen aber noch weitere Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Neon, zunächst in ihrem Inneren, später in den Schalen.

Massereiche Sterne ab etwa 8-10 Sonnenmassen brennen noch weiter, bis hin zu Eisen. Der Stern wird immer größer und instabiler. Er pulsiert und kann heftig ausbrechen. Diese letzte Phase ist relativ kurz im Vergleich zur Hauptreihenphase eines Sternes.
Wenn der Stern einen Eisenkern erzeugt hat, dann ist Schluss. Er kann keine weitere Energie mehr erzeugen. Der Kern, der über 1,44 Sonnenmassen hat, kühlt ab und kann sich nun nicht mehr gegen seine eigene Schwerkraft wehren. Er stürzt auf einen Schlag zusammen zu einem nur mehrere Kilometer großen Neutronenstern oder Schwarzen Loch. Die daraus entstehende Schockwelle drückt gegen die nachstürzende Hülle, welche immer noch größtenteils aus Wasserstoff und Helium besteht. Diese fusioniert auf einen Schlag - eine Supernovaexplosion (vom Typ Ib oder II).
Nur wenige Sterne haben die erforderliche Masse für eine Supernova. Während der Explosion strahlt der Stern für ein paar Tage viele Milliarden mal heller und hinterlässt dann einen Nebel und einen winzigen Punkt in seinem Inneren - einen Neutronenstern bzw. ein Schwarzes Loch.


Sterne treten sehr selten einzeln ohne Begleiter auf. Das liegt daran, dass die Wolke, aus welcher der Stern entsteht, langsam rotiert. Zieht sich die Wolke zusammen, dann wird die Rotation schneller (Pirouetteneffekt) und ein Stern alleine kann den Drehimpuls nicht bewältigen. Daher entsteht oft ein Mehrfachsystem aus mehreren Sternen oder ein Einzelstern mit Planeten.
Sogenannte Exoplaneten, Planeten anderer Sterne, sind für uns nicht leicht zu entdecken und schon gar nicht leicht zu sehen, da sie nicht selber leuchten. Es konnten aber bereits über hundert fremde Planeten aufgrund der Eigenbewegung des Muttersterns nachgewiesen werden, zumeist riesige Gasplaneten wie Jupiter.

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    Milchstraße
Das Zentrum unserer Milchstraße.
Foto: Nasa

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