Planetarium und Sternwarte Köln

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Der Lebensweg der Sterne

(Sa. 19 Mai 2018 17:30 Uhr)

Sterne entstehen aus Gaswolken, wobei die Gaswolken im Universum im Wesentlichen aus Wasserstoff bestehen. Erreicht eine Wolke eine kritische Masse, kann sie unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren. Die Masse, die nötig ist, um einen solchen Kollaps auszulösen, nennt man Jeans-Masse. Allerdings kann eine Störung, beispielsweise durch die Druckwelle einer Supernova, auch Wolken mit geringerer Masse zum Kollabieren bringen. Irgendwann ist die Energie der Gasatome im Zentrum so hoch, dass sie die elektrostatische Abstoßung, die zwischen ihren Kernen aufgrund der gleichnamigen Ladung besteht, überwinden können. Die Atomkerne kommen sich so nah, dass sie fusionieren, also zu einem neuen, schwereren Atomkern verschmelzen können. Das passiert bei Temperaturen von einigen Millionen Grad. Der Wasserstoff der Wolke fusioniert also zu Helium, dem nächstschwereren Element. Die dabei frei werdende Strahlung stabilisiert den Stern gegen die Schwerkraft – es herrscht ein Gleichgewicht zwischen der zusammenziehenden Schwerkraft und dem auseinandertreibenden Strahlungsdruck. Schwerere Elemente als Eisen können nicht in Sternen entstehen – ist der Fusionsprozess zu Eisen also abgeschlossen, bricht die Fusionskette endgültig ab. Bei den hohen Temperaturen, die im Eisenkern des Sterns herrschen, sind die Photonen in der Lage, die Atomkerne in Protonen und Neutronen zu zertrümmern. Der Zerfall der Atomkerne des Eisens lässt den Stern instabil werden, er kollabiert von neuem – und zwar binnen Zehntelsekunden. Die Schwerkraft im Sterninneren wird so hoch, beschleunigt die Teilchen so stark und lässt die Dichte so stark ansteigen, dass die Elektronen in die Protonen gepresst werden, wodurch diese zu Neutronen werden. Im Sterninneren existieren nun nur noch Neutronen – ein Neutronenstern ist entstanden. Wir zeigen Ihnen den Lebenszyklus der Sterne - abhängig von ihrer ursprünglichen Masse. Weiße Zwerge, Neutronensterne oder Schwarze Löcher sind mögliche Endstadien im Leben der Sterne. Heute können wir durch neue Beobachtungstechniken und Computersimulationen schon sehr viel über die verschiednene Lebenszyklen der Sterne aussagen. Warum scheinen Sterne und wie sieht ihre weitere Entwicklung aus?

(ab 12 J.)


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