Das Leben der Sterne

„Die Sterne leuchten am Himmel. Immer gleich und bis in alle Ewigkeit.“  Das stimmt nicht. Nur ist unser Menschenleben viel zu kurz, um irgend eine Veränderung zu bemerken. In Wirklichkeit werden Sterne geboren, durchleben verschiedene Phasen und sterben schliesslich wieder. 

Sternengeburt

Zuerst werfen wir einen Blick in die Regionen am Himmel, wo Sterne geboren werden. Diese sehen im Fernrohr neblig verschwommen aus – und werden deshalb auch „Nebel“ genannt. Es handelt sich um gigantische, mehrere Lichtjahre umfassende Wolken aus Wasserstoff, Helium und Staub. Ein Beispiel ist der Orion-Nebel Messier 42 in unserer eigenen Galaxie. Darin wurden Sterne entdeckt, die noch sehr jung sind – gerade mal 30’000 Jahre alt. Es sind also noch „Baby-Sterne“, denn ein Stern kann mehrere Milliarden Jahre alt werden. Der Nebel ist sozusagen die Wiege der Sterne. Hier werden sie zusammen geboren. Aus diesen gemeinsam geborenen Sternen entstehen meistens Offene Sternhaufen, bevor sich die meisten Sterne danach zerstreuen.

Diese riesigen Nebel bestehen nicht aus Wasser wie auf der Erde, sondern hauptsächlich aus Wasserstoff, Helium und Staub. Manchmal wird so eine Wolke aus dem Gleichgewicht gebracht, kollabiert durch die eigene Schwerkraft und verdichtet sich. Die kollabierende Wolke beginnt zu rotieren und flacht zu einer Scheibe ab.  Das Zentrum wird immer dichter und schwerer und formt sich zu einer Kugel aus Gas, einem sogenannten Protostern. Durch den Druck steigt die Temperatur im Innern stark an. Irgendwann ist die Hitze dann so gross, dass die Kernfusion einsetzt: Wasserstoff wird in Helium umgewandelt. Dabei werden riesige Energiemengen frei und die Kugel beginnt zu leuchten: ein neuer Stern ist geboren. Das übrig gebliebene Gas und der Staub wird von der Strahlung des Sterns weggeblasen.

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Aufgrund eines äusseren Ereignisses (vorbeiziehender Stern, Supernova-Explosion u.a.) beginnt die Wolke, sich zu verdichten.

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Am Anfang stehen riesige Wolken aus Gas (v.a. Wasserstoff) und Staub.

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Der junge Stern hat die Kernfusion in seinem Innern begonnen. Die Strahlung bläst das übriggebliebene Gas und den Staub ins All.  

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In der Wolke entstehen Zentren, in denen das Gas und der Staub immer mehr kollabieren (zusammenfallen).

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Durch die beschleunigte Rotation formen sich die kollabierenden Gaswolken zu Scheiben. Im Zentrum entsteht ein Stern, aus den Resten der Scheibe Planeten und Asteroiden.

Protoplanetare Scheibe.jpg

Protoplanetare Scheibe um HL Tauri. Ein sehr junger Stern, kaum 100'000 Jahre alt, im Sternbild TAURUS. Der Stern ist von blossem Auge nicht sichtbar und befindet sich rund 450 Lichtjahre von der Erde entfernt. In den dunklen Bereichen der Scheibe entstehen vermutlich Planeten.

Quelle: Wiki-Commons

Die bekanntesten und am besten sichtbaren Sternentstehungsgebiete sind der Lagunennebel M8 und der Orionnebel M42.

Sternentwicklung

Wie sich ein Stern nach seiner Geburt entwickelt, hängt sehr von seiner Grösse ab. Je mehr Masse ein Stern bei seiner Geburt hat, desto kürzer wird sein Leben und wilder sein Ende sein. Grosse Sterne brennen hell und extrem heiss, blähen sich gegen Ende zu Überriesen auf und explodieren in einer Supernova. Schliesslich kollabieren sie zu einem Neutronenstern oder sogar zu einem Schwarzen Loch.

Durchschnittliche Sterne wie unsere Sonne brennen nicht so heiss, dafür viel länger. Und auch ihr Ende ist etwas weniger spektakulär: auch mittelgrosse Sterne blähen sich zu roten Riesen auf. Ganz am Schluss stossen sie ihre äussersten Hüllen an Gasen ab, dadurch entstehen die sogenannten planetarischen Nebel. Übrig bleibt im Zentrum ein sogenannter weisser Zwerg.

Aus einer Gaswolke entsteht ein mittelgrosser Stern (average star). Gegen Ende seines Lebens bläht er sich zu einem roten Riesen auf (red giant). Er stösst seine Gashülle ab: es entsteht ein Planetarischer Nebel mit einem weissen Zwerg (white dwarf) im Zentrum.

Aus einer Gaswolke entsteht ein grosser Stern (massive star). Gegen Ende seines Lebens bläht er sich zu einem Überriesen auf (Super red giant). Dieser explodiert schliesslich in einer Supernova.  Die Resten des Sterns stürzen zusammen und formen einen Neutronenstern (neutron star) oder, bei besonders massiven Sternen, ein Schwarzes Loch (black hole).