Der Lebenszyklus eines Sterns – von der Geburt bis zum Tod

Der Lebenszyklus eines Sterns beginnt in einer Wasserstoffwolke. Am Ende entsteht ein Weißer Zwerg, ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.

Beim Blick in den Nachthimmel bemerkt man in der Regel so gut wie keine Änderung. Der Sternenhimmel sieht immer gleich aus. Es gibt nur jahreszeitlich bedingte Änderungen. Doch der Eindruck täuscht. Es entstehen laufend neue Sterne und alte Sterne erlöschen. Das ganze läuft aber in einem Zeitraum ab, der erheblich länger ist als ein Menschenleben. Deshalb sind die Veränderungen am Sternenhimmel auch nicht wahrnehmbar.

Die Geburt eines Sterns

Ein Stern entsteht immer aus einer Wasserstoffwolke. Es gibt im Universum eine riesige Anzahl von Wolken, die aus Wasserstoffatomen bestehen. Die Ausdehnung beträgt mitunter mehrere Lichtjahre. In diesen Wolken ist die Dichte der Atome sehr viel höher als sonst im Raum. Normalerweise findet man im interstellaren Raum nur ein Atom pro Kubikzentimeter. Sobald es dann in der Nähe einer Wasserstoffwolke zu einer Explosion eines alten Sterns kommt, entsteht eine Schockwelle, die zu einer noch höheren Verdichtung der Atome führt. Dadurch entstehen immer dichtere Materieansammlungen. Das hat zur Folge, dass auch die Gravitationskräfte ansteigen und immer mehr Materie auf einen verhältnismäßig kleinen Raum verdichtet wird. Irgendwann kollabiert das Ganze dann und es entsteht ein sogenannter Protostern. Solch ein Protostern ist noch ziemlich kalt. Er hat meistens eine Temperatur von unter – 250 Grad Celsius. Durch die zunehmende Verdichtung der Materie entsteht Wärme, die an die Umgebung abgegeben wird. Nach mehreren hunderttausend Jahren hat er dann eine Dichte von bis zu 100 Milliarden Atomen pro Kubikzentimeter erreicht. Verdichtet sich die Materie noch mehr, kann die Wärme nicht mehr entweichen und es kommt zur sogenannten Zündung. Das bedeutet, die eigentliche Kernfusion setzt ein. Dabei werden zwei Wasserstoffatome zu einem Heliumatom verschmolzen. Durch diesen Prozess werden große Mengen an Energie frei. Der Stern wird dann sehr heiß und fängt an zu leuchten.

Die Lebensdauer eines Sterns

Wie lange nun ein Stern existiert hängt von seiner Größe ab. Normalerweise ist es so, dass besonders große Sterne nur eine sehr kurze Lebensdauer haben. Sehr kurz bedeutet in der Astronomie ein paar hundert Millionen Jahre. Kleinere Sterne, wie etwa unsere Sonne, haben eine Lebensdauer von ca. 10 Milliarden Jahren. Das liegt daran, dass kleinere Sterne ihren Wasserstoffvorrat sehr viel langsamer verbrennen als große Sterne.

Das Ende eines Sterns

Das Ende eines Sterns kann mitunter sehr spektakulär verlaufen, es kann aber auch relativ ruhig zu Ende gehen. Das liegt in erster Linie wiederum an seiner Größe. Beträgt die Größe eines sterbenden Sterns weniger als 1,4 Sonnenmassen, endet er als sogenannter weißer Zwerg. Das heißt er schrumpft auf eine Größe wie etwa unsere Erde zusammen. Er besteht nur aus schweren Elementen wie Eisen und Kohlenstoff. Weiße Zwerge können noch mehrere Milliarden Jahre eine sehr heiße Oberfläche von einigen Millionen Grad haben. Ist der Stern aber schwerer als 1,4 Sonnenmassen, endet er als Neutronenstern. Ein Neutronenstern hat in der Regel nur noch einen Durchmesser von 25 km. Die Atome in ihm werden weitestgehend zerstört. Die Elektronen werden aufgrund des hohen Druckes in die Atomkerne gepresst. Zu Beginn hat ein Neutronenstern noch eine Temperatur von 100 Milliarden Grad und höher. Allerdings kühlt er sehr schnell ab, meistens schon nach einer Million Jahren. Hat ein sterbender Stern eine Masse, die höher als das 3,2 fache unserer Sonne hat, entsteht nach der Supernova ein Schwarzes Loch. Schwarze Löcher gibt es viele im Universum, doch niemand kann sie sehen.

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