Das HR-Diagramm und die Sterntypen

Sterne sind Sonnen in verschiedenen Größen und Farben, die so klein wirken, weil sie weit von uns entfernt sind. In Wahrheit sind sie ungefähr so groß oder viel größer als unsere Sonne. Wenn man sie in einem Diagramm nach Oberflächentemperatur und Helligkeit anordnet, so erhält man das sogenannte Hertzsprung-Russel-Diagramm (HR-Diagramm).

• Überriesen: In der kalten, aber hellen Ecke befinden sich die sogenannten Roten Überriesen, ein seltener Sterntyp. Beispiel für einen solchen Stern ist Beteigeuze im Orion. Er hat einen Durchmesser von ca. 1 Milliarde Kilometern. In Orion gibt es auch einen Blauen, also hellen und heißen, Überriesen: Rigel. Er ist zehnmal kleiner als Beteigeuze, aber immer noch fast hundertmal größer als die Sonne.

• Rote Riesen: Sie liegen irgendwo oberhalb der Mitte im HR-Diagramm und sind ein ziemlich häufiger Sterntyp. Sie sind ähnlich schwer wie die Sonne, aber so aufgebläht, dass sie Merkur, Venus, Erde und Mars verschlucken würden, wenn sie an Stelle der Sonne wären. Die meisten sind eher orange als rot, aber es gibt auch tiefrote, wie z.B. R Leporis.

• Weiße Zwerge: Das nukleare Feuer in Weißen Zwergen ist bereits verloschen, deshalb befinden sie sich weit unten in der kalten, dunkelen Ecke. Sie sind meist nur so groß wie die Erde, aber so schwer wie die Sonne. 1 cm³ von ihnen würde etwa 10 t wiegen. Sie sind wegen ihrer schwachen Leuchtkraft nur sehr schwer am Nachthimmel zu erblicken.

• Rote Zwerge: Dieser häufige Sterntyp läuft sozusagen auf Sparflamme. Rote Zwerge wie z.B. Barnards Stern verbrauchen ihre Reserven so langsam, dass sie bis zu 10 Milliarden Jahre konstant Energie abgeben können. Ihre Leuchtkraft ist schwach, sodass nur benachbarte Rote Zwerge beobachtet werden können.

• Hauptreihensterne: Von der Mitte bis zum kalten, lichtschwachen Ende der HR-Diagramms zieht sich ein Band aus Sternen. Diese werden als Hauptreihensterne bezeichnet. Auch unsere Sonne und die Roten Zwerge gehören dazu. Die Hauptreihensterne stellen mit Abstand die häufigsten Sterne dar.

So, jetzt kennen Sie schonmal die wichtigsten Sterntypen. Sie müssen sich das ja nicht unbedingt merken, aber vielleicht wäre es ganz praktisch. Man kann nämlich, besonders mit Fernglas oder Teleskop und etwas Übung, die Sternfarben ganz gut erkennen.

Die scheinbare Helligkeit der Sterne von der Erde aus wird übrigens in Magnitudenklassen angegeben. Einen Stern -1. Mag. erkennt man sofort als "hellen" Stern, die Reichweite des Weltraumteleskops Hubble endet bei ca. 30. Mag. (Sie werden vielleicht schon bemerkt haben (wenn nicht ist auch nicht schlimm), dass die Sternhelligkeiten "gerade andersherum" verlaufen wie die Magnitudezahlen. Ja, da hat Ihr mathematisches Grundwissen Sie nicht getäuscht... ein Stern 5. Größenklasse ist nicht so hell wie ein Stern 3. Größenklasse.).

Sterne sind vergänglich

Wie läuft so ein Sternenleben ab? Sterne entstehen und vergehen, aber dies geschieht in so großen Zeiträumen, dass man in Jahrtausenden und Jahrmillionen wohl kaum Veränderungen feststellen wird. Man kann nur Sterne in verschiedenen Lebensabschnitten beobachten und daraus Schlüsse ziehen.

• Sterne werden geboren: Der mittlere Stern im Schwert des Orion erscheint bei Betrachtung mit einem Ferglas oder -rohr leicht verwaschen. Mit einem guten Teleskop erkennt man eine Gaswolke. Sie wird von einigen blauen, hellen Sternen beleuchtet. Diese Sterne sind aus eben dieser Wolke entstanden. Auch unsere Sonne wurde wahrscheinlich in solch einer Gas- und Staubwolke geboren.

• Sterne altern: Sterne gewinnen ihre Energie durch Kernfusion von Wasserstoff zu Helium. Geht der Wasserstoff aus, wird vermehrt Helium zu Kohlenstoff fusioniert, und der Stern wird heller, größer und roter.
  Unserer Sonne wird es in einigen Milliarden Jahre wohl so gehen wie Mira in Cetus. Sie wird sich regelmäßig aufblähen und wieder zusammenziehen, wie dies bei Mira schon heute erkennbar ist.

• Kosmische Friedhöfe: Hat ein Stern auch das Helium zur Fusion zu Kohlenstoff verbraucht, so stößt er seine Gashülle ab. Diese Hülle bildet dann einen sogenannten Planetarischen Nebel, der Kern des Sterns bleibt als Weißer Zwerg zurück.
  Sehr massereiche Sterne beenden ihr Leben weit spektakulärer: mit einer Supernova

• Supernovas (oder Supernovae, falls Sie ein alter Römer sind): Eine Supernova ist nichts anderes als ein explodierender Riesenstern. 1987 wurde nach einigen Jahrhunderten Pause zum letzten mal eine beobachtet. Sie trat in der Großen Maggelanschen Wolke (GMW) auf, und überstahlte dabei alle anderen GMW-Sterne. Nur ein Stern mit dem mindestens 10fachen Gewicht der Sonne kann zur Supernova werden. In diesen Sternen können bei der fortschreitenden Fusion schwere Elemente wie Eisen entstehen, während die äußere Gashülle abgestoßen wird. Dabei kann die Schwerkraft überhand nehmen, und der Stern stürzt in sich zusammen um schließlich in einer gewaltigen Explosion auseinandergerissen zu werden. Die Supernova von 1054 wurde überliefert (ja, das kann so beeindruckend sein, dass man es 1000 Jahre lang nicht vergisst, oder wie Tycho Brahe (1546-1601) sagte: "Siehe da, plötzlich tauchte über mir am Himmel dieser fremde Stern auf ... ich war völlig überrascht, wie vom Donner gerührt!"), und man kann ihre Überreste als den sogenannten Krebs-Nebel im Stier betrachten. Außer diesem Nebel bleibt ein winziger Neutronenstern zurück, der allerdings so schwer ist, dass ein Weißer Zwerg dagegen wie eine Feder wirkt (und wenn Sie jetzt nicht wissen wie schwer ein Weißer Zwerg schon ist, dann lesen Sie mal weiter oben nach). Neutronensterne rotieren sehr schnell (bis zu 1000-mal pro Sekunde) um ihre eigene Achse und senden dabei Radiowellen aus. Deshalb tragen Sie auch den treffenden Namen "Pulsare".

• Schwarze Löcher: Ist ein Stern sehr, sehr schwer, so fällt der Neutronenstern, der nach dem Abstoß der Gashülle entsteht immer weiter in sich zusammen, da die Gravitation zu groß für eine Explosion wie bei einer Supernova ist. Schließlich ist die Anziehungskraft, die von dem verdichteten Neutronenstern ausgeht so stark, dass nicht einmal Photonen, also das Licht, entweichen können. Das passierte mit dem Partnerstern von HDE 226868 (welcher das ist, weiß ich auch nicht, ich habe das nur aus einem Buch abgeschrieben), der nun die Gase von HDE 226868 absaugt, und dabei Röntgenstrahlung produziert. Hier das Bild eines Schwarzen Loches (Kern), das unter Lebensgefahr fotografiert wurde (oder so ähnlich) ;-)

Zurück