Sterne

Was sind eigentlich Sterne, und sind die alle gleich?

Ein Wunschthema auf Facebook, dass ich gerne hier gerne behandeln möchte - Sterne. Wir haben auf Facebook schon sehr viele tolle Sachen besprochen, ich habe jede Menge Referate verfasst zu irrsinnigen Themen, doch über Sterne habe ich bislang nur wenig gesagt, war irgendwie nie wirklich ein Thema. Es kam irgendwie nie dazu, was eigentlich schade ist. Dabei sind Sterne doch neben dem Mond doch genau das, was wirklich jeder sehen kann. Wenn es um das Thema Universum geht, Weltall, dann kommt man einfach nicht an den Sternen vorbei, jeder hat schon einmal Sterne gesehen. Ich denke, das ist die erste Erfahrung die man macht, der Blick in den Himmel bei Nacht. Alles schwarz, und ab und zu blinzelt ein kleines Lichtlein. Unweigerlich wird man sich automatisch die Frage stellen, wie weit sind denn alle diese kleinen Lichter von uns entfernt, und wie groß sind denn diese Sterne in Wirklichkeit? Genau das soll heute das Thema sein, ganz ohne Fachchinesisch. Lasst uns doch einfach mal einen Blick auf die Sterne werfen, ... Als erstes mal die Frage, was ist überhaupt ein "Stern" ... ? Ein Stern ist im Prinzip einfach nur ein riesiger Gasball aus Wasserstoff. Ein Gasball der so groß ist, so viel Masse hat, dass die Wasserstoffatome im Inneren unter heftigen Druck geraten, sich erhitzen, und heftig zusammenstoßen. Wenn die Hitze und dieser Druck so groß wird, dass sie wie zwei LEGO Steine zusammenklicken, dann wurde aus Wasserstoff Helium. Dabei wird Energie frei die abgestrahlt wird. Das war es im Prinzip auch schon... Sind alle Sterne gleich? Vom Funktionsprinzip her ja. Es ist immer Wasserstoff der zu schwereren Elementen fusioniert. Dabei wird jedesmal Energie frei, und der Stern leuchtet. Gibt es auch Sterne die nicht leuchten? Ja, die gibt es, und zwar gar nicht mal so wenige. Diese Dinger nennt man "Braune Zwerge" ... Es findet im Inneren eine Kernfusion statt, aber nicht genug als dass sie wirklich leuchten. Zumindest nicht im Sichtbaren Licht, ... Eine gewisse Strahlung geben die ab, aber nicht so dass man es mit dem Auge sehen kann. Solche Teile muss man sich vorstellen wie den Planeten Jupiter, nur ein paar Nummern größer, gewaltige Gasbälle die eher einem Planeten ähneln. Und da sind wir auch schon bei dem Thema, sind alle Sterne gleich groß !? Nein, Sterne sind untereinander sehr verschieden groß, wobei die größten auch das kürzeste Leben haben, und das knalligste Ende erleben werden. Kann man sich gut merken; "Big Stars shine bright and die young" Große Sterne leuchten hell und sterben jung. Das scheint auf den ersten Blick erst mal widersprüchlich zu sein. Denn große Sterne haben ja viel mehr Wasserstoff als Kleine. Richtig, aber im Inneren passiert auch sehr viel mehr. Eben genau deshalb, weil es mehr Masse gibt, mehr Druck. Die Kernfusion rappelt nur so, und schon sehr bald geht solchen Sterne die puste aus. Je kleiner ein Stern ist, um so sparsamer ist er im Verbrauch, lebt also länger. Das kann man sich bildlich so vorstellen: Nimm einen Kleinwagen, einen LKW und einen Ozeandampfer. Jeder bekommt 10 Liter Sprit in den Tank. Der Kleinwagen schafft damit locker 150 Kilometer. Der LKW schafft es vielleicht einmal rum auf den Firmenhof. Der Ozeandampfer, schon beim Startversuch ist der Tank leer. Sterne gibt es also in fast allen erdenklichen Größen. Und, wie wir Wissenschaftler nun mal sind, müssen wir für alles immer auch eine Bezeichnung haben, damit wir untereinander sofort wissen wovon wir reden. Ohne lang rum zu lamentieren, ... Ich fange mal bei den kleinsten Sternentypen an, und höre mal bei den dicken Dingern auf. Sinnigerweise werden Sterne gar nicht mal nach Größe, sondern Spektralfarben eingeteilt. Dennoch kann man hier genau so gut nach Größe einteilen. Klasse T Der Klasse T Stern ist ein brauner Zwerg, strahlt praktisch nur im Infraroten Bereich. Den Kältesten den man gefunden hat, hat irgendwie nur grad mal 25 Grad Celsius oder so. Klasse T Sterne sind so Zwischendinger zwischen Planet und Stern, ... Nix halbes und nix Ganzes irgendwie. Klasse L Der Klasse L Stern ist ebenfalls ein brauner Zwerg, aber er leuchtet bereits. Sehr sehr schwach, ein leicht glühender Gasball. Klasse M Ein Klasse M Stern ist ein so genannter roter Zwerg. Er leuchtet bereits merklich, aber doch nur schwach. Ab hier, kann man sagen, haben wir erstmals einen richtigen Stern der leuchtet. Rote Zwerge sind winzig, sehr klein. Sie haben vielleicht 20 oder 100 mal mehr Masse als der Jupiter. Dabei sind sie aber kaum größer als der Jupiter. Klasse M Sterne sind also rote Zwerge, winzig klein, aber richtige Sterne. Und, wie sollte es auch anders sein, sie leuchten sehr rot. Klasse K Klasse K Sterne sind "orangene Zwerge" Sie leuchten schon deutlich heller als rote Zwerge, sind etwas größer. Leben auf umgebenen Planeten hat hier auch deutlich größere Chancen als bei einem roten Zwerg, denn Planeten müssten nicht gar so nah sein um genug Licht und Wärme ab zu bekommen, und sie sind etwas friedlicher als rote Zwerge, die zu Wutausbrüchen neigen, Wutausbrüche die locker einem Planeten die Atmosphäre weg pusten können. Klasse G G wie Gut, kann man sich gut merken. Wir reden von einem gelbgrünen Zwerg. Also kein großer Stern. Gut deshalb, weil solche Sterne augenscheinlich genau richtig sind damit sich Leben auf einem Planeten entwickeln kann, denn wenigstens einmal hat es ja geklappt. Strahlt genug Energie ab, lebt lange genug, also genau richtig. Nutzt ja nichts wenn ein Stern ewig strahlt weil er klein ist, aber jedesmal seinen Planeten die Atmosphäre wegpustet. Und große Sterne, zu heiß, von Allem viel zu viel, und sind genau so schnell am Ende. G ist also GUT ... Klasse F, A, B Diese Klassen überspringen wir jetzt einfach mal. Ihr könnt euch ja denken, dass diese Sterne zunehmend größer und heißer werden. Heißer bedeutet auch, sie werden blauer, ... Klasse O Klasse O Sterne sind echte Monster. Blaue Riesen genannt. Und die sind riesig, wirklich riesig. Hier ist momentan die Grenze von dem was man gefunden hat. Zumindest von der Masse her und in unserer Milchstraße. 300 mal mehr Masse als unsere Sonne, da kocht und brutzelt es im Innern wie die Sau. Die Dinger haben Power ohne Ende, leuchten gleißend hell und sind saumäßig heiß. Aber, dafür leben sie auch nur sehr kurz, vielleicht 100 Millionen Jahre nur. Unsere Sonne ist bereits jetzt schon 4,6 Milliarden Jahre alt. Leben, ausgeschlossen, ... Wird man in so einer Umgebung eher nicht finden. Gerade als sich vielleicht ein Planet bilden möchte, ist der Stern schon am Ende. Im Keim erstickt, wie man so schön sagt. Das waren erst einmal die Grund Typen an Sternen die es so gibt. Und man merkt schon, das ist bereits Einiges. Jetzt gibt es da aber noch etwas was man bedenken muss. So ein Stern lebt, durchläuft Wandlungen, verändert sich. Ein Stern ist nicht ewig, irgendwann geht bei jedem das Licht aus. Je größer ein Stern ist, um so wilder verläuft das Ganze. Sterne sind also, auch wenn sie die gleiche Masse haben, völlig verschieden, je nach Alter. Denn, ein Stern lebt ja nur so lange, wie auch genug Treibstoff da ist. Und der geht nun mal immer weiter zu neige, wenn so ein Stern vor sich hin leuchtet. Je älter ein Stern ist, um so weniger befindet sich im Tank. Wenn der Wasserstoff irgendwann nicht mehr langt, dann lässt sich ein Stern etwas Neues einfallen, denn er möchte ja gerne noch was leben. Aus Wasserstoff wurde nun zunehmend Helium, und nun wird aus Helium irgendwann Kohlenstoff, dann noch so ein paar andere Elemente wie Sauerstoff und so weiter. Zunächst einmal schrumpft der Stern etwas, im Inneren erhöht sich dadurch der Druck. Und wenn der Druck dann groß genug ist, wird in den zweiten Gang geschaltet. Bei diesem nächsten Schritt wird dann mehr Energie frei als vorher. Der Stern wird heißer und bläht sich dabei auf. Er wird also vom Volumen her größer. Das wird bei unserer Sonne etwa in Einermilliarde Jahre soweit sein. Dann wird man schon auf der Erde nicht mehr leben können. Je nach dem was für ein Stern es war wird nun aus einem gelbgrünen Zwerg ein roter Riese. Oder eben, wenn der Stern größer ist als unsere Sonne, auch ein roter Überriese. Unsere Sonne bläht sich dabei so auf, dass er fast bis an die Erdbahn langt. Merkur und Venus ... Die sind dann wohl weg, ... Bei unserer Sonne ist es dann so, sie wird nicht explodieren, kein Knall. Sie wird ihre Hüllen einfach abwerfen. Rote Überriesen, die werden in einem letzten Akt ein Feuerwerk starten. Eine Supernova. Es gibt einen riesen Knall, ein wahnsinniger Blitz, und der Stern explodiert. Aber fangen wir auch hier noch einmal beim kleinsten an. Schön der Reihe nach. Braune Zwerge, die kühlen irgendwann einfach ab, da passiert gar nichts. Am Ende wird ein schwarzer Zwerg übrig bleiben. Sowas hat man aber noch nie gefunden bislang. Also ein Gasball, deutlich größer als der Jupiter, aber eben nur noch das. Rote Zwerge, naja, weiß man irgendwie noch gar nicht genau. Rote Zwerge werden so alt, so alt ist das Universum noch gar nicht. Also kann man das noch gar nicht wissen wie die enden werden. Vermutlich werden aber auch die zusammenfallen, und irgendwann auskühlen. Gelbgrüne Zwerge, da hat man schon einige gefunden die es hinter sich haben. Sie werfen ihre Hüllen ab, fliegen auseinander. Es bildet sich ein so genannter planetarer Nebel. Wunderschön anzuschauen, ... Natürlich doof für die Lebewesen auf einem Planeten. Die sind dann alle hopps gegangen, das blüht uns ja auch, irgendwann. Im Inneren ein weißer Zwerg. Dazu später mehr. Sterne die noch größer sind, erleben dann ein um so knalligeres Ende, je größer sie sind. Solche Super Nova Explosionen hat man schon einige beobachtet. Und nun noch zu den Sternen, die gar keine Sterne mehr sind. Ja, es gibt Sterne, die nennt man so, sind aber gar keine Sterne. Richtige müsste es heißen "Sternenleichen" ...

Fangen wir auch hier wieder ganz klein an. Schwarze Zwerge Das sind die erkalteten braunen Zwerge. Solche Dinger hat man aber noch nie gefunden. Warum, sollte einleuchten. Wenn es stimmt dass unser Universum grad mal 15 Milliarden Jahre alt ist, und Braune Zwerge sowie rote Zwerge durchaus 100 Milliarden Jahre oder sogar eine Billionen Jahre oder noch länger vor sich hin glimmen können, dann ist noch gar nicht so viel Zeit vergangen als dass es sie geben kann zum jetzigen Zeitpunkt.. Weiße Zwerge Sind auch keine Sterne, ... Wenn Sterne wie unsere Sonne ihre Hüllen abstoßen, dann bleiben die Kerne erhalten. Sie fusionieren aber nicht mehr, glühen einfach nur noch brüllendheiß vor sich hin. So ein weißer Zwerg ist sehr kompakt und massiv. Weiße Zwerge haben immer noch eine Masse die ähnlich unserer Sonne ist. Sind aber nur vielleicht 50 oder 100 Kilometer groß. Also, sehr klein, sehr kompakt und sehr heiß. Aber eben kein Stern mehr. Man darf davon ausgehen, dass auch diese weißen Zwerge langsam auskühlen. Am Ende müsste dann eine Eisenkugel übrig bleiben, umgeben von Kohlenstoff der zu Diamant kristallisiert, vielleicht sogar mit einer Atmosphäre drum herum. Aber auch hier wieder, alles nur Theorie, denn der Vorgang dauert deutlich länger als unser Universum nach heutigem Stand der Wissenschaft überhaupt alt ist. Das kann durchaus sein dass wir hier von einigen Billiarden Jahren reden. Ein Zeitraum, der einfach nicht mehr in unseren Verstand hinein passt.

Neutronen Sterne Nennt man Sterne, sind aber eben keine Sterne. Wenn so ein weißer Zwerg derart viel Masse hat, kann es passieren dass der Druck im Inneren derart gewaltig wird, dass die Atome ineinander geschoben werden. Übrig bleiben dann nur noch die Neutronen. Keine Protonen mehr, keine Elektronen mehr. Weil eben nur noch Neutronen übrig bleiben, sagt man Neutronenstern dazu. Ist aber eben auch kein Stern, genau genommen. Neutronensterne können auch schon mal die doppelte oder dreifache Masse unserer Sonne haben, sind dabei aber grad mal nur noch ein oder zwei Kilometerchen groß. Also, das ist schon ziemlich brutal, so ein Neutronenstern. Quark Sterne Diese Objekte sind bislang noch nicht nachgewiesen worden. Auch wenn es einige Verdachtsfälle gibt. Die Überlegung lautet, wenn Neutronen und Protonen aus Quarks bestehen, und man Protonen und Neutronen ineinander schachteln kann zu Neutronen, dann könnte es ja theoretisch sein dass auch Neutronen so weit gestaucht werden können bis nur noch Quarks übrig bleiben, also das Ganze noch kompakter. Darüber wird wild diskutiert ob das überhaupt möglich ist, und man hat keine Antwort. Schwarzes Loch Hier ist das ultimative Ende der Fahnenstange. Das wohl berühmteste schwarze Loch ist "Sagittarius A Stern" ... Weil man Den eben auch "Stern" nennt, sollte man da auch noch einmal kurz darauf eingehen, denn auch ein schwarzes Loch ist natürlich kein Stern mehr. Schwarze Löcher, auch der Begriff selbst ist schon nicht ganz richtig. Ein Loch, da kann man oben rein, und unten wieder raus. Aus einem schwarzen Loch, da geht es aber nicht mehr raus. Nur rein, ... nie wieder raus. Gar nichts kann da raus, wirklich gar nichts, ... Schwarze Löcher sind der totale Kollaps von Materie wie wir sie kennen. Und Materie besteht ja, wie vielleicht einige Wissen nur aus Energie, Bindungsenergie. So ein schwarzes Loch, bzw das Innere davon, der Kern, besteht also aus irgendwas, was eigentlich gar nicht mehr existiert, Materie die nicht mehr aus Materie besteht. Übrig bleibt nur noch die Energie selbst. Und zwar in Form von Gravitation. Gravitation ist Raum und Zeit Krümmung. Eigentlich wollte ich das hier weg lassen, gehe ich aber trotzdem noch einmal darauf ein. Es gibt zu schwarzen Löchern so einige Missverständnisse. Ein schwarzes Loch ist also kein "Loch" und im Inneren ist irgendwas was wir einfach nicht mehr begreifen können. Es ist richtig dass aus einem schwarzen Loch nichts mehr entweichen kann, es ist aber falsch dass schwarze Löcher Licht anziehen. Es ist vielmehr der Raum drum rum der derart verbogen ist, dass das Licht eine Kurve fliegt, obwohl es geradeaus fliegt. So wie ein Auto wo auf beiden Seiten verschieden große Räder sind. Das Auto lenkt gerade, fährt aber eine Kurve. Und wenn es erst mal drin ist, kommt es genau deshalb nicht mehr raus. Das Licht könnte irgendwann doch wieder raus, aber innerhalb des Loches kollabiert irgendwas unaufhörlich, denn von Außen kommt ja auch immer mehr dazu. So unglaublich das klingt, auch wenn ein schwarzes Loch von Außen nur 100.000 Kilometer groß ist, können im Inneren trotzdem Milliarden Lichtjahre Raum sein. Eine bis zur Abartigkeit verzerrte Raum Zeit Krümmung.

Selbst wenn das Licht auf direktem Wege nach draußen ist, der Raum im Inneren wird gleichzeitig immer größer, der Weg nach Draußen immer länger, die Zeit ebenfalls. Das Licht schwimmt gegen die Strömung, kommt nicht gegen an, ... So, nun hätten wir das auch noch einmal besprochen. Ich wollte es nur noch mal eben los werden. Es gibt jetzt noch so einige Begriffe die man auch schon mal gehört hat. Pulsare, Magnetare zum Beispiel. Nun, das sind ganz einfach irgendwelche Dinger die zu den aufgeführten Sternenleichen zählen, wie zum Beispiel Neutronensterne oder weiße Zwerge. Aber eben mit Eigenschaften. Die einen haben ein extremes Magnetfeld, dass immer mal wieder durch schnackt. Andere strahlen an den Polen durch Magnetfelder Strahlung ab, drehen sich sehr schnell. Und immer wenn uns so ein Strahl trifft, empfangen wir auf der Erde einen Puls. * Beep beep beep beep* und so weiter. Ich denke, hoffe, ich habe da jetzt nichts ausgelassen soweit. Sollte es noch Fragen geben, sollte ich etwas vergessen haben, einfach kommentieren. Jetzt noch die Frage, wie weit sind denn Sterne von uns weg? Können wir zu anderen Sternen fliegen, schauen ob da Welche leben? Es gibt einen Stern, der steht uns nahe, unsere gute alte Sonne. Doch auch hier sind die Entfernungen schon so groß, dass wir besser nicht mehr in Kilometern rechnen sollten. Das sprengt schon unsere Vorstellungskraft.

Nehmen wir eine andere Maßeinheit, das Licht. Licht im Vakuum hat eine konstante Geschwindigkeit, und ist zudem das schnellste was möglich ist, beträgt satte 300.000 Kilometer pro Sekunde. Das ist in einer Sekunde sieben mal um die Erde. Bis zur Sonne dauert es dann ziemlich genau 8 Minuten. Das ist schon arg schnell, aber nicht zu gebrauchen, wenn wir in unserer Milchstraße auf Sternen Tour gehen wollen. Der nächste Stern, also der allernächste Nachbar, ist über 4 Jahre mit Lichtgeschwindigkeit entfernt, also 4 Jahre hin, wenn man 300.000 Kilometer pro Sekunde schnell ist. Und natürlich auch zurück, wenn wir noch genug Sprit dazu haben. Hier eine Karte, wie weit unsere nächsten Nachbarn von uns entfernt liegen.

Das sind unsere Nachbarn, .. der gelbe Punkt, das sind wir, ...

Man sieht, so nah, und doch so fern, jetzt schon unerreichbar.

Die nächste Karte zeigt unsere Milchstraße, in der sich unsere Sonne befindet. Wie genau unsere Milchstraße aussieht, da ist man grad dabei das raus zu finden. Der rote Punkt, da sind wir. Ich habe mal den roten Punkt ausgeschnitten und vergrößert. Alles was sich in diesem roten Punkt befindet, das sind die Sterne die wir in der Nacht am Himmel sehen können, ohne technische Hilfe. Und wir sehen auch nur die wirklich hellen Sterne, die Großen. in diesem roten Punkt sehen wir jetzt auch einen kleinen Grünen. Dieser grüne Punkt hat einen Durchmesser von 200 Lichtjahren etwa. Alles was wir in den letzten 100 Jahren so an Informationen ins All gesendet haben, Radio, Fernsehn, Funksprüche, Morsezeichen, und zuletzt auch Handygespräche, befindet sich in diesem kleinen grünen Punkt, ist also noch gar nicht weiter gekommen. Wären wir vor 100 Jahren mit einem Raumschiff gestartet, mit Lichtgeschwindigkeit, dann wären wir noch immer in diesem grünen Punkt drin, nicht weiter.

Angenommen es gibt da eine außerirdische Zivilisation die uns empfangen könnte, dann müsste die sich deutlich innerhalb dieses grünen Punktes befinden. Alles was da hinter liegt, weiß von uns noch gar nichts. Somit dürfte auch diese Frage beantwortet sein. Der Griff nach den Sternen, ist buchstäblich vergebens. Das wird nie was. Und auch wenn es andere Zivilisationen wie unsere gibt, davon bin ich überzeugt, werden die erst von uns erfahren, wenn wir schon längst nicht mehr existieren, und umgekehrt, wir werden erst von denen erfahren, wenn es die auch nicht mehr gibt. Mal eben sich gegenseitig besuchen, etwas quatschen, ... geht gar nicht. Und wir sind noch immer nur in unserer Milchstraße. Eine normale 0 8 15 Galaxie, wie 1.000.000.000.000 weiterer Galaxien. Ich bedanke mich fürs Lesen, und hoffe der Text war nicht zu schwere Kost. Das muss man erst einmal sacken lassen, verdauen. Vielen Dank ...