große Sterne

Wie lange leben Sterne?
und
Wie entstehen sie?
“Neue” Sterne
“Neue” Sterne
Was ist ein Stern?
Unsere Sonne ist ein Stern
• Die Sonne ist ein heißer Gasball
• sie erzeugt ihre Energie aus Kernfusion
Planeten sind keine Sterne
Wo sind die anderen
Sterne?
Wo sind die anderen
Sterne?
In der Milchstraße
Unser nächster Stern ist Proxima Centrauri
4,2 Lichtjahre entfernt:
265-tausendfache Entfernung Erde-Sonne
Wie sehen die anderen
Sterne aus?
Wie sehen die anderen Sterne aus?
Sonne
Roter Zwerg
Riesenstern
Überriese
Wie und wo entstehen
neue Sterne?
Sterne entstehen aus
Gaswolken
ESA Herschel Teleskop: Sternentstehungsgebiet Rosetta Nebel
Hubble Teleskop:
“Säulen der Schöpfung”
Hubble Teleskop:
“Pillars of Creation”
Simulation: Paul Clark (Uni Heidelberg)
Wie lange leben Sterne?
Wie lange leben Sterne?
• Sonne “verbrennt” 4 Millionen Tonnen Material
in der Sekunde (kleiner Berg mit 100 m Höhe)
• der Brennstoff in der Sonne reicht für
10 Milliarden Jahren
(4,6 Milliarden Jahre ist die Sonne schon alt)
• dicke, große Sterne leben nur sehr kurz:
wenige Millionen Jahre
• kleine Sterne leben sehr lange:
viele Milliarden Jahre
Was passiert am
Lebensende eines
Sterns?
Die Sonne wird erst zum
“Roten Riesen” ...
... und verendet als
“Weißer Zwerg”
Riesensterne
explodieren zu Supernova und
verenden als
“Schwarzes Loch”
Kreislauf der Sternmaterie
aus Sternen werden wieder Gaswolken
Was haben wir gelernt?
Unsere Sonne ist ein gewöhnlicher Stern
Sterne entstehen aus Gaswolken
Sterne sind vergänglich
kleine Sterne leben länger
große Sterne sterben früher
Aus toten Sternen werden
neue Sterne geboren
Die Sonne ist ein Stern
• Die Sonne ist ein heißer Gasball
• Die Sonne ist unvorstellbare 150 Millionen Kilometer entfernt:
• fast das 4000-fache des Erdumfangs
• das Licht braucht 8 Minuten von der Sonne zur Erde
• die Sonne und alle Sterne haben eine Energiequelle:
• Kernfusion:Verschmelzen von Atomkernen
(Versuch die Sonne auf der Erde nachzubauen:
Fusionsreaktor in Frankreich)
• Temperatur im Inneren: 15 Millionen Grad
• Temperatur an der Oberfläche: 6 Tausend Grad
Unser Sonnensystem:
Planeten sind keine Sterne
• besteht aus der Sonne und
• 8 Planeten:
• Merkur
• Venus
• Erde
• Mars
• Jupiter
• Saturn
• Uranus
• Neptun
• ein Planet hat keine eigene Energiequelle:
ohne Sonne/Zentralgestirn wäre es sehr kalt auf der Erde
Wo sind die anderen
Sterne?
in der Milchstraße
• die Milchstraße ist eine Galaxie und
besteht aus ungefähr 100 Milliarden Sternen
• der nächste Stern außerhalb des Sonnensystems ist
4,2 Lichtjahre entfernt:
265-tausendfache Entfernung Erde-Sonne
• es gibt noch viele weitere Milchstraßen in unserem Universum:
so viel wie Sterne in unserer Galaxie: 100 Milliarden Galaxien
Wie sehen die anderen
Sterne aus?
• die Sonne ist ein (fast) gewöhnlicher Stern
es gibt noch
• kleine Sterne:
• Braune Zwerge (keine richtigen Sterne, da keine
Wasserstofffusion): Masse: 1% bis 7% der Sonne
• richtiger Stern: mindestens 8% so groß wie die Sonne
• sind nicht sehr hell und schwer zu sehen
• große Sterne: massereiche Sterne: 10 bis 150 Sonnenmassen
• sehr hell: bis zu 10 Millionen mal heller
• auch in Nachbargalaxien beobachtbar
Wie und wo entstehen
neue Sterne?
• Sterne entstehen aus Gas und Staubwolken in unserer Galaxie
• wenn die Wolken groß genug sind:
• Gas zieht sich unter seinem Gewicht zusammen
• große Verdichtungen werden so heiß das Kernfusion zündet
• ein Stern entsteht
• in unserer Milchstraße entstehen 3 bis 5 Sterne im Jahr
• die meisten Sterne sind vor vielen Milliarden Jahren
entstanden
Wie lange leben Sterne?
• Alle Energiequellen versiegen
• z.B. Öl auf der Erde
• Sonne verbrennt 4 Millionen Tonnen Material in der Sekunde
• der Wasserstoff in der Sonne ist nach ca. 10 Milliarden Jahren
verbraucht (4.6 Milliarden Jahre ist die Sonne schon alt)
• dicke Sterne mit mehr als 20 Sonnenmassen leben nur einige
Millionen Jahre
• kleine Sterne leben sehr lange: viele Milliarden Jahre
Was passiert am
Lebensende eines
Sterns?
• unsere Sonne wird erst zum Roten Riesen und dann zu einem
weißen Zwerg
• große Sterne explodieren: eine Supernova entsteht
und enden als Neutronen Sterne oder Schwarze Löcher
Was ist eine Supernova?
• ein explodierter Stern
• früher dachte man ein neuer Stern entsteht (nova = neu)
Was ist ein Schwarzes
Loch?
• ein Objekt so kompakt, dass kein Licht entkommt
• im Zentrum unserer Milchstraße existiert ein sehr großes
Schwarzes Loch: 4 Millionen mal schwerer als die Sonne
Was haben wir gelernt?
• Unsere Sonne ist ein gewöhnlicher Stern
• Sterne entstehen aus galaktischem Gas & Staub
• Sterne sind vergänglich
• kleine Sterne leben länger
• große Sterne sterben früher
Wie entstehen Sterne?
Orion Nebel, Aufnahme: Very Large Teleskop (VLT), ESO Chile
Supernova 1054,
Krebsnebel
SN Kassiopeia A
Typische Galaxie
• Milchstraße besteht aus Sternen (ca. 100 Milliarden)
und dem Insterstellaren Medium: Gas + Staub
• Sterne entstehen aus Kondensation von Gas + Staub:
heute: 3-5 Sterne/Jahr
• Lebensdauer von Sternen: Millionen - Milliarden Jahre
Edward Barnard 1920er: Entdeckung von Dunkelwolken
Molekülwolken:
Sternentstehungsgebiete
• vorwiegend molekular:
H2, CO + Staub
• Ausdehnung ~ 10 - 100 pc
• Masse ~ 100.000 Msol
• Dichte: 100 - 106 cm-3
• sehr kalt: −260°
• chaotische Geschwindigkeitsfluktuationen, d.h.
Überschall-Turbulenz
extrem Vakkum 10^4 - 10^9
ultrahochvakuum < 10^4
Simulation: Paul Clark (Uni Heidelberg)
Simulation: Paul Clark (Uni Heidelberg)
Simulation: Paul Clark (Uni Heidelberg)
Massereiche Sterne
Trapez Sternhaufen, NICMOS IDT, NASA WFPC2
Supernovae
Krebs Nebel, Aufnahme: HST
Vielen Dank für
Ihre
Aufmerksamkeit