Astronomie – Eine Einführung (3)

Was sind Sterne?

Ein dunkler Nachthimmel, den man heutzutage suchen muss, ist übersät mit Sternen. Die Frage, wie viel Sternlein stehen, ist leicht beantwortet. In einer klaren Nacht können wir ungefähr 6.000 Sterne erkennen. Das ist jedoch nur ein winziger Teil der Zahl an Sternen, die es gibt. Der überwältigende Anteil leuchtet so schwach, dass er erst auf langbelichteten Astrofotos zum Vorschein kommt. Schauen wir einmal in einer klaren, mondlosen Nacht hinauf zu den Sternen:

Was fällt uns auf? Sehen die Sterne alle gleich aus? Nein. Einige von ihnen leuchten heller als andere. Deshalb teilen wir sie in Klassen auf, in „Helligkeitsklassen“, auch „Größenklassen“ genannt. Bei hellen Sternen sprechen wir von Sternen 1. Größe. Dann folgen Sterne 2. Größe, 3. Größe und so weiter. Bei dunklem Himmel können wir Sterne der 6. Größe gerade eben noch erkennen. „Größe“ hat dabei nichts mit der physischen Ausdehnung zu tun, sondern bezieht sich einzig und allein auf die Helligkeit, mit der uns ein Stern erscheint. Die Größenklassen nennt der Astronom „Magnituden“ und kürzt es mit „mag“ oder „m“ ab.

Was kann nun die Ursache dafür sein, dass die Sterne unterschiedlich hell sind? Dafür kommen zwei Erklärungen in Frage:

1. Manche Sterne leuchten eben kräftiger als andere.

2. Die schwächeren Sterne sind weiter von uns entfernt als die helleren.

Beides stimmt. Im Großen und Ganzen trifft Erklärung 2 zu, doch geschieht es auch häufig, dass ein Stern so leuchtstark ist, dass er uns heller als ein anderer erscheint, obwohl er weiter von uns entfernt ist. 

Doch was genau sind Sterne denn nun? Dazu wollen wir ein kleines Gedankenexperiment machen, indem wir uns fragen: Wie sähe denn ein Stern aus, wenn wir in aus der Tiefe des Kosmos näher heranholen würden, sagen wir, in unser eigenes Sonnensystem. Das können wir leicht simulieren. Klicken oder tippen Sie dazu einfach auf das nachfolgende Bild eines Sternenhimmels, und augenblicklich wird einer der Sterne in unser Sonnensystem transferiert:

Der Stern steht nun etwas weiter von uns entfernt als der Planet Mars, also mitten in unserem Sonnensystem. Wie bitte? Das sieht doch aus wie die Sonne, sagen Sie? Richtig. Und genau dort liegt des Pudels Kern. Sterne sind Sonnen. Oder anders gesagt: Unsere Sonne ist ein Stern. Der Unterschied zwischen Sonne und Sternen liegt einzig in der relativen Nähe zu uns. Physikalisch gibt es zwischen beiden Begriffen keinen Unterschied.

Bitte scrollen Sie nun nach oben und schauen sich das erste Bild noch einmal an. Es gibt noch einen Unterschied zwischen den Sternen, der Ihnen auffallen müsste. Sie haben Ihn bemerkt? Die Sterne sind mit unterschiedlichen Farben dargestellt. Das ist etwas, was uns in der Nacht, wo unser Farbensehen eingeschränkt ist, nur schwer feststellen können. Auf Fotografien dagegen tritt er klar hervor: Die Sterne leuchten in verschiedenen Farben. Auch dieser Umstand veranlasst die Astronomen, eine Klassifizierung vorzunehmen und Sterne nach Farben einzuteilen, die sogenannten „Spektralklassen“.

Doch wie kommen sie zustande? Warum leuchten Sterne in unterschiedlichen Farben? Nun, Sterne sind Gaskugeln. Sie bestehen aus heißen, unter großem Druck stehenden Gasen, zum größten Teil Wasserstoff. Der hohe Druck führt in ihrem Inneren zu einer solchen Hitze, dass Atome miteinander verschmelzen, was man Kernfusion nennt. Wie hoch die Hitze ist, hängt von dem Druck ab, und der ist abhängig von der Dichte des Gases. Da Masse und Dichte der Sterne variieren, variiert auch ihre Temperatur, und von der Temperatur hängt die Wellenlänge der Strahlung ab, die sie aussondern, auch des sichtbaren Lichts. Rote Sterne sind relativ „kühl“, wenn man das so nennen kann. Sie haben an ihrer Oberfläche immer noch ca. 3.000°C. Sterne wie unsere Sonne, die als gelbe Sterne gelten, sind 5.000 bis 6.000°C heiß, und solche, die bläulich leuchten, sogar bis zu 50.000°C.
 

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