Ein Beitrag von Hartmut Berends
Weißt du, welcher Stern der Erde am nächsten ist? Denkst du gerade an einen besonders hellen Stern am Nachthimmel und überlegst, welcher es ist? Damit bist du auf jeden Fall nicht allein. Doch was, wenn ich dir sage, dass der erdnächste Stern nachts gar nicht zu sehen ist?
Hast du jetzt eine Vermutung?
Richtig, es ist unsere Sonne!
Foto: Arthur Weber
Sterne in kosmischen Entfernungen
Die Sterne, die wir nachts am Himmel sehen, sind ebenfalls Sonnen. Sie befinden sich jedoch extrem weit von uns entfernt und wirken deshalb nur wie kleine Lichtpunkte. Die Entfernungen im Weltall sind so gewaltig, dass Kilometer als Maßeinheit oft unpraktisch werden. Deshalb werden große kosmische Entfernungen häufig in Lichtjahren angegeben.
Doch egal, ob ein Stern zehn oder viele tausend Lichtjahre entfernt ist: Hinter jedem dieser Lichtpunkte steckt ein gewaltiger Himmelskörper. Aber was genau macht einen Stern eigentlich aus?
Ein Lichtjahr, eine gewaltige Entfernung
Ein Lichtjahr beschreibt die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt. Das entspricht etwa 9,5 Billionen Kilometern.
Zum Vergleich: Ein Stern, der ungefähr 95 Billionen Kilometer von der Erde entfernt ist, wäre etwa 10 Lichtjahre entfernt. Würde man diese Entfernung als Zahl in Kilometern ausschreiben, müsste man 95.000.000.000.000 Kilometer angeben.
Was ist ein Stern?
Ein Stern ist eine riesige Kugel aus extrem heißem Gas und Plasma, die aus eigener Kraft Energie erzeugt und ins All abstrahlt. Sterne bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium.
Obwohl Sterne auf den ersten Blick ähnlich aussehen, unterscheiden sie sich teilweise enorm. Sie können sehr unterschiedliche Größen, Temperaturen und Massen besitzen. Diese Unterschiede beeinflussen auch ihre Farbe. Besonders heiße Sterne erscheinen eher blau, während kühlere Sterne eher rötlich wirken.
Auch die Lebensdauer eines Sterns hängt stark von seiner Masse ab. Kleine Sterne können viele Milliarden Jahre existieren, während besonders große Sterne eher kurzlebig sind.
Warum Sterne leuchten
Im Inneren eines Sterns herrschen Temperaturen von mehreren Millionen Grad und ein gewaltiger Druck. Unter diesen extremen Bedingungen können sich Wasserstoffkerne verbinden beziehungsweise fusionieren. Dabei entsteht Helium und es wird eine große Menge Energie freigesetzt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Kernfusion. Die Energie, die dabei freigesetzt wird, sorgt dafür, dass ein Stern über sehr lange Zeit stabil bleibt und leuchtet. In massereichen Sternen können im Laufe des Lebens durch weitere Fusionsprozesse auch schwerere Elemente bis hin zu Eisen entstehen.
Zwischen Roten Zwergen und Blauen Riesen
Sterne sind nicht alle gleich. Je nach Größe, Masse und Temperatur können sie sehr unterschiedlich aussehen und sich auch unterschiedlich verhalten.
Als Hauptreihensterne bezeichnet man Sterne, die sich in ihrer langen, stabilen Lebensphase befinden. In dieser Zeit fusionieren sie in ihrem Inneren Wasserstoff zu Helium und erzeugen dadurch Licht und Wärme. Unsere Sonne gehört zu den sogenannten Hauptreihensternen der Spektralklasse G und wird häufig als „gelber Zwerg“ bezeichnet. Diese Sterne haben eine mittlere Größe und Temperatur. Sie sind stabil genug, um über viele Milliarden Jahre Energie durch Kernfusion zu erzeugen.
Deutlich größer und heißer als unsere Sonne sind blaue Riesen. Diese Sterne gehören zu den massereichsten Sternen und leuchten besonders hell. Durch ihre hohe Temperatur erscheinen sie bläulich. Allerdings verbrauchen sie ihren Brennstoff aufgrund ihrer gewaltigen Energieproduktion sehr schnell und haben deshalb eine deutlich kürzere Lebensdauer als kleinere Sterne.
Am anderen Ende stehen die roten Zwerge. Sie sind deutlich kleiner und kühler als unsere Sonne und geben deshalb viel weniger Licht ab. Ihre geringe Masse sorgt jedoch dafür, dass sie ihren Brennstoff besonders langsam verbrauchen. Dadurch können rote Zwerge extrem lange existieren und möglicherweise sogar viele Billionen Jahre alt werden.
Zwischen diesen beiden Extremen gibt es viele weitere Sternarten mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die Größe, Masse und Temperatur eines Sterns bestimmen dabei maßgeblich, wie er aussieht, wie lange er lebt und wie er sich im Laufe seiner Entwicklung verändert.
Wenn einem Stern der Brennstoff ausgeht
Im Laufe der Zeit verbrauchen Sterne ihren Wasserstoffvorrat, der ihnen als Brennstoff für die Kernfusion dient. Was danach passiert, hängt vor allem von der Masse des Sterns ab. Während kleinere Sterne (unter 8 Sonnenmassen) sich zu Roten Riesen entwickeln und später als Weiße Zwerge enden, erleben besonders massereiche Sterne am Ende ihres Lebens eine gewaltige Explosion, die Supernova genannt wird. Aus den Überresten dieser gewaltigen Explosionen können unter bestimmten Bedingungen sogar Schwarze Löcher entstehen. Ihre Anziehungskraft ist so gewaltig, dass selbst Licht ihnen nicht entkommen kann.
Unsere Sonne ist also nur eine von vielen verschiedenen Arten von Sternen. Gleichzeitig ist sie der einzige Stern, den wir von der Erde aus so genau untersuchen können. Was sich auf ihr beobachten lässt, zeigen wir in einem eigenen Beitrag zur Sonnenbeobachtung.