Wie entstehen Sterne?
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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
