Wie entstehen Sterne?

Wie entstehen Sterne?
Spike Teleskop Observer Array STOA II
Spike Merkur, Sim 2 Kapitel 1 von 12
Wie entstehen Sterne?
Wenn wir heute nachts den
Himmel anschauen, sehen wir
vor allem Sterne. Unseren
Mond und ein paar Planeten
vielleicht, die sich mit vergleichsweise
unglaublicher
Geschwindigkeit an uns vorbei bewegen aber der Rest ist
zu klein um mit bloßem Auge
erkennbar zu sein. Was bleibt
sind Sterne, unfassbar viele
Sterne.
wirklich, wirklich gigantischen Gaswolken, die dann
verklumpen. Größere Materialdichte bedeutet, größere
Gravitation. Dann ziehen diese
Verklumpungen
weiteres
Material an und irgendwann
ist der gravitatorische Druck
im Inneren so groß, das sich
der Stern entzündet. Wir erinnern uns an die Fahrradpumpe[1], die bei der Benutzung
warm wurde. Druck[2] entWo kommen die eigentlich spricht immer einer Temperaalle her? Waren die schon im- tur.
mer da?, Die müssen doch irgendwie entstanden sein!
In unserer Galaxie gibt es nun
Nun, Sterne entstehen aus eine ganze Reihe von GaswolThema 13
ken. Eine der bekanntesten ist Region verdankt sie besonders
wohl der Orion-Nebel[3] (siehe der jungen Sterne in ihr. Das
oben)
sind große Sterne, sehr große
Sterne. Der gravitatorische
Vom rechten, roten Teil gibt es Druck[4] auf den Sternkern und
sehr viel hübschere Aufnah- damit die Temperatur ist so
men, die sehr eindrucksvoll groß, das er innerhalb weniger
sind. Uns interessiert im Mo- Millionen Jahre seinen Brennment mal eher der dunklere stoff verbraucht haben wird.
blaue Teil. Dort entstehen gerade die meisten und hellsten Ein Stern[5], wie auch unsere
Sterne. Die dunklen Linien im Sonne, ist in erster Linie ein
blauen Teil, das ist Staub. Fusionsreaktor. Er verschmilzt
Kleine Sandkörnchen, Metal- Atomkerne miteinander, und
le, also alles was schon mal et- dabei wird Strahlung frei. Je
was fester geworden ist.
größer er ist, desto mehr Gravitation, desto größer der
Die Leuchtkraft dieser blauen Drück, desto schneller ver-
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur
http://soloton.selfhost.eu
Seite 1 von 5
Spike Teleskop Observer Array STOA II
brennt er das Material, um so
heißer wird er und dadurch
verschiebt sich das Farbspektrum des abgestrahlten Lichts
ins Blaue.
Wie entstehen Sterne?
Außerdem wissen wir, das diese Sterne viel zu kurz Leben,
als das sie woanders hätten
entstanden sein können. Der
Orion-Nebel ist quasi die Wiege dieser Sterne, sie sind dort
Also die Masse eines Sterns entstanden.
bestimmt seine Lebensdauer.
Ein Stern wie unsere Sonne Die Schwerkraft, die Gravitawird etwa 10 Milliarden Jahre tion, ist also maßgeblich dafür
leben. Ein Stern der doppelt so verantwortlich, das sich Mateschwer ist, wird nur noch 1 rial im Weltraum zusammenMilliarde Jahre leben, weil der zieht. Es ergibt sich eine BinDruck auf den inneren Fusi- dungsenergie. So wie wir
onskern viel größer und somit Menschen an die Erde gebundas Material schneller ver- den sind, der Mond ebenfalls
braucht ist.
an die Erde gebunden ist, und
Die Lebenserwartung der hel- wir alle zusammen mit andelen Sterne im Orion-Nebel be- ren Planeten an die Sonne geträgt nur 10 – 30 Millionen bunden sind, so verklumpen
Jahre. Dann haben sie alles immer mehr Materialteilchen
Material in sich verbraucht.
mit einander und ergeben größere Klumpen, die an GravitaThema 13
Spike Merkur, Sim 2 Kapitel 1 von 12
tion, also Schwerkraft zuneh- Wolke, was bedeutet, das die
men.
Zentrifugalkraft[7] alles in der
Wolke am Zusammenfall hinNun hat die Gravitation aber dert.
ein Problem. Erstmal ist sie
nicht besonders stark, außer Zentrifugalkraft war die Sache
morgens beim Aufstehen, und mit dem Kettenkarussell.
zweitens hat sie 2 Gegenspieler.
Dennoch gibt es immer kleinere Dichteschwankungen, die
So eine Gaswolke ist erst ein- dafür sorgen, das sich Klummal groß und heiß und sonst pen bilden. Und wo sich erst
nichts. Eine hohe Temperatur, mal einer gebildet hat, kommt
also eine hohe Thermodynam- immer noch etwas dazu.
ik[6], allerdings bedeutet immer
auch, das alle Teilchen in ihr Wenn sich nun immer größere
sich rasch bewegen und dabei Klumpen bilden, nehmen sie
viel Platz brauchen. Anders auch den Drehimpuls der Wolausgedrückt, die Wolke will ke auf und die Wolke verliert
sich gar nicht zusammenzieh- ihren Drehimpuls Stück für
en.
Stück. Die Fliehkraft nach Außen wird mit der Zeit also geZum anderen dreht sich die ringer. Dafür drehen sich die
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur
http://soloton.selfhost.eu
Seite 2 von 5
Spike Teleskop Observer Array STOA II
Wie entstehen Sterne?
Klumpen immer schneller. weise winzig. Zum Vergleich.
Schon mal 1:0 für den Stern.
Unsere Sonne ist etwa 8 Lichtminuten entfernt und der
Als zweites muss die Wolke Mond etwa eine Lichtsekunde.
abkühlen. Das tut sie mit Hilfe Unser Sonnensystem[9] hat
ihrer Strahlung. Durch die etwa einen Radius von etwas
Strahlung wird Energie frei über 6,48 Lichtstunden. Muss
gesetzt und die Wolke kühlt man sich nicht merken, soll
ab. 2:0 für den Stern.
nur ein Vergleich ermöglichen.
Ja, aber ganz so einfach ist das
natürlich nicht. Unsere Sonne[8] hat einen Durchmesser
von nicht ganz 1,4 Millionen
Km. Ein Lichtjahr sind über
9,46 Billionen Kilometer. 30
Lichtjahre im Durchmesser
hat der Orion-Nebel im Mittel.
Das wären über den Daumen
284 (283,824) Billionen Km.
Unsere Sonne käme irgendwo
in der vierten Nachkommastelle vor. Ist also vergleichsThema 13
Nun muss man sich mal vorstellen, was alles passieren
muss, damit in so einer riesigen Gaswolke mal ein winziger Stern entsteht. Wie sich an
verschiedenen Stellen Material
strukturiert, diese Strukturen
sich gravitatorisch anziehen,
weiter verklumpen. Und je
weiter wir ins Innere solcher
Strukturen schauen, desto häufiger wiederholen sich diese
Dinge... Wir erkennen immer
Spike Merkur, Sim 2 Kapitel 1 von 12
kleiner Strukturen, die Strahlen und Energie abgeben, nur
dadurch können wir sie ja
überhaupt nur sehen.
So ist diese Strahlung auch ein
Indikator dafür, ob sich innerhalb solcher Wolken überhaupt etwas abspielt. Solche
Gaswolken sind von ihrer
Dichte her so dicht, dass das
normale Licht im Sichtbaren
Bereich verschluckt wird. Es
wird Absorbiert[10], wie man
sagt. Das sehen wir gar nicht.
Beobachtbar sind solche Vorgänge nur mit Radioteleskopen[11] zB im Infrarotbereich[12].
Also wenn sich eine kleine
Gaswolke mit größerer Dichte
innerhalb einer größeren Gaswolke gebildet hat, können
wir das nur mit Radiotelesko-
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur
http://soloton.selfhost.eu
pen erkennen. Sonst haben wir
keine andere Möglichkeit zu
schauen was sich innerhalb einer Gaswolke an Sternentstehung tut. Und das ist nicht
überall so, denn eine Verklumpungen von Material ist immer
Masse abhängig. Nur wo die
Masse ausreicht, wird sich
Material auch zusammen ziehen, sonst nicht.
Ist so ein Stern erst mal entstanden, ist der Raum zum
nächsten Stern unglaublich
leer. Es gibt nur ganz ganz wenige Teilchen pro Kubikzentimeter, das ist ein viel viel besseres Vakuum als wir es hier
auf der Erde je erschaffen
könnten.
Gaswolken dieser Größe sind
Seite 3 von 5
Spike Teleskop Observer Array STOA II
also Konglomerate[13] oder Gemische[14] in denen alle möglichen Sterne auf einmal entstehen.
Manche Sterne die entstehen
sind unfassbar groß. Sie verbrennen deshalb sehr schnell
und explodieren zum Schluss
in einer Supernova[15].
So eine Supernova, die ja
durch ihre Explosion alles auseinander treibt, wirkt natürlich
dem allgemeinen Kollaps[16]
einer Gaswolke wieder entgegen und es kann passieren, das
sich anschließend gar nichts
mehr tut.
Also große Sterne bewegen
Thema 13
Wie entstehen Sterne?
sich im Laufe ihres Lebens
nicht weit von ihrer Geburtsstätte weg, Kleine Sterne wie
unsere Sonne hingegen, findet
man oft weit entfernt von ihrer
Geburtsstätte, weil sie viel
länger leben und somit viel
größere Strecken hinter sich
bringen können.
Die Leuchtkraft großer Sterne
lässt ihre Umgebung in den
wunder schönsten Farben erstrahlen, nur machen sie bei
ihrem Ende als Supernova unglaublich viel kaputt.. Kleinere Sterne sind da sehr viel unscheinbarer in ihrem Dasein,
als auch in ihrem Ende.
Unsere Milchstraße ist so etwas über 13,6 Milliarden Jah-
Spike Merkur, Sim 2 Kapitel 1 von 12
re alt, das Universum etwa
13,7 Milliarden Jahre. Sie ist
also in der Kinderstube des
Universums entstanden. Und
sie ist etwas mehr als 100.000
Lichtjahr im Durchmesser, hat
aber bereits rund 80% des gesamt Materials in Sterne umgesetzt. Gaswolken werden
also langsam knapp.
tens in Mehrfachsystemen.
Fast nie alleine. 2 oder 3 Sterne die anfangen um einander
herum zu rotieren. Da können
zB auch keine Planeten entstehen, weil das Material immer
in den einen oder anderen
Stern fallen würde. Ein Planetensystem wie das unsrige
kann es dort nicht geben.
Minus 100° C und weniger
muss eine Gaswolke abgekühlt sein, damit überhaupt
kollabieren kann. Ist sie zu
heiß, ist der thermische Druck
zu groß. Zwischen Minus
150°C und Minus 200°C muss
eine Gaswolke abgekühlt sein,
damit sich Klumpen bilden.
Dann entstehen Sterne meis-
Eines können wir abschließend feststellen: Unser Sonnensystem ist etwas seltenes
und ganz besonderes. Hier
sind Planeten entstanden. Auf
einem sogar Leben, nämlich
hier auf unserer Erde.
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur
http://soloton.selfhost.eu
Seite 4 von 5
Spike Teleskop Observer Array STOA II
Quellennachweis
[1] Luftpumpe
http://de.wikipedia.org/wiki/Luftpumpe
[2] Gasdruck
http://de.wikipedia.org/wiki/Gasdruck#Gasdruck
[3] Orion-Nebel
http://de.wikipedia.org/wiki/Orionnebel
[4] Gravitation
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerkraft
[5] Stern https://de.wikipedia.org/wiki/Stern
[6] Thermodynamik
https://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamik
[7] Zentrifugalkraft
https://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifugalkraft
[8] Sonne http://de.wikipedia.org/wiki/Sonne
Thema 13
Wie entstehen Sterne?
[9] Sonnensystem
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem
[10] Absorption
http://de.wikipedia.org/wiki/Absorption_
%28Physik%29
[11] Radioteleskop
http://de.wikipedia.org/wiki/Radioteleskop
[12] Infrarotstrahlung
http://de.wikipedia.org/wiki/Infrarotstrahlung
[13] Konglomerat
http://de.wikipedia.org/wiki/Konglomerat
[14] Gemisch
http://de.wikipedia.org/wiki/Gemisch
[15] Supernova
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur
http://soloton.selfhost.eu
Spike Merkur, Sim 2 Kapitel 1 von 12
http://de.wikipedia.org/wiki/Supernova
[16] Kollaps
http://www.duden.de/rechtschreibung/Kollaps#Be
deutung2
[17] Milchstraßenalter
http://de.wikipedia.org/wiki/Milchstra
%C3%9Fe#Alter
[18] Wie entstehen Sterne I?
http://www.youtube.com/watch?
v=5C8qsDL0gYI&list=PLF2D6BB02EC696B50
[19] Wie entstehen Sterne II?
http://www.youtube.com/watch?
v=gD1MNPHzt4I&list=PLF2D6BB02EC696B50
Seite 5 von 5