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Entstehung eines Sterns

Wissensstand um die Entwicklung neuer Sterne im Weltall

"Hoppla, da bin ich" ist nicht das Konzept, das sich im Weltraum abspielt, wenn ein neuer Stern entsteht. Der Prozess, bis ein Stern wirklich als geboren bezeichnet werden kann, kann einige Millionen Jahre dauern und durchläuft mehrere Phasen, bis ein Gebilde Tatsache ist, wie unsere Sonne.

Wie entsteht ein Stern?

Grundsätzlich braucht es Materie, damit ein Stern entstehen kann. Deshalb ist das auch nicht überall möglich, weil im Universum die Materie nicht in gleichen Mengen an allen Plätzen auftritt. Stattdessen gibt es Materieansammlungen, die unter günstigen Bedingungen durch die Gravitation einen Prozess des Verdichtens beginnen.

Die meisten Sterne sind dort entstanden, wo alte Sterne ihre Hüllen ins das Universum ausgesandt haben. Bei einer Sternexplosion werden die Metalle und andere Teilchen abgegeben und es bildet sich ein Nebel aus Gas und Elementarteilchen. Damit ist die Grundlage für einen neuen Stern gegeben, weil ohne diesem Material kann nichts neues entstehen.

Das bedeutet, dass Staubteilchen oder auch Gasansammlungen verschieden im Weltraum zu finden sind. Wenn man an das Sonnensystem denkt, dann gibt es jede Menge Material im Kuipergürtel am äußeren Ende des Systems und auch den Asteroidengürtel - Material wäre also genug vorhanden, aber die Bedingungen passen nicht, dass sich daraus ein weiterer Planet bilden könnte. Für einen Stern reicht es ohnehin gar nicht, denn mit diesem Material können nur Planeten entstehen. Für den Stern braucht es eine interstellare Wolke mit der bereits angesammelten Materie.

Die Schwerkraft oder auch Gravitation ist eine Grundvoraussetzung für die Schaffung eines neuen Himmelskörpers und das gilt für Sterne wie für Planeten. Durch die Gravitation werden die vorhandenen Teilchen zusammengeführt und zusammengepresst. Je größer diese Teilchen (man spricht auch oft vom Verklumpen) werden, umso größer wird auch der Gravitationsdruck. Kleine Teilchen werden angezogen und vereinigen sich mit dem bisher entstandenen Objekt und so wird dieses immer größer. Daher wird der Stern umso größer, je mehr Material vorhanden ist.

Von der Materie zum Protostern

Als Folge entsteht eine molekulare Wolke, die die eigentliche Ausgangsbasis für einen neuen Stern darstellt. Nach Jahrmillionen kann durch eine der Wissenschaft noch umbekannte Kraft diese Wolke in viele kleine Teile zerlegt werden, die man als Gasklumpen umschreibt. Aus diesen Teilchen entsteht der Protostern, der als Vorstufe des neuen Sterns bezeichnet werden kann.

Der Protostern unterliegt inneren Kräften und der Schwerkraft und aus diesem Kräfteverhältnis entwickelt sich der eigentliche Stern. Zu sehen sind Protosterne sehr schwierig, weil sie von Gasschichten verdeckt werden. Der Protostern selbst beginnt zu rotieren und entwickelt viel Wärme und Druck, wodurch die Wolke kollabiert und im Inneren bildet sich Wasserstoff.

In der Endphase nehmen Temperatur und Druck so stark zu, dass die für die Entstehung des Sterns nötige Wasserstofffusion beginnt - damit wird ein neuer Stern geboren. Die Wasserstofffusion ist nämlich die Vereinigung von Protonen zum Heliumkern. Vier Protonen werden zu einem Heliumkern, wobei es zu einem Massenüberschuss kommt, weil der Heliumkern weniger Masse hat als die vier Protonen. Dieser Überschuss wird zu Energie und diese Energie ist die Basis des Lebenszyklus eines Sterns.

Und wenn nicht?

Kommt es nicht zu diesem Energieausstoß, dann gibt es auch keinen Stern. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn nicht genug Temperatur aufgebaut worden ist und die Fusion nicht gestartet werden kann. Was bleibt, ist ein brauner Zwerg, der als vergeblicher Versuch eines neuen Stern angesehen werden kann.

Für den Stern braucht es Temperatur und Druck

Gelingt es, genug Temperatur und Druck aufzubauen, ist hingegen ein neuer Stern entstanden. Dafür braucht es auch genug Masse, weshalb etwa der Jupiter ein Planet blieb, obwohl er ein gigantischer Gasriese wurde. Er hätte noch viel mehr Masse gebraucht, um auch zu einem Stern zu werden. Es gibt aber Zwergsterne, die nicht viel mehr Masse aufweisen als der größte Planet im Sonnensystem.

Auf der anderen Seite der Skala gibt es riesige Gebilde, die unvorstellbar groß sind. Diese Riesensterne - ein Vielfaches größer als die Sonne - entstehen aus der Supernova eines alten Sterns. Der Stern stirbt, gibt das Material an und daraus bildet sich ein neuer. Gab es sehr viel Material, dann kann ein sehr viel größerer Stern entstehen und wenn der stirbt, bildet sich daraus wieder ein neuer und so kann es zu gigantische Himmelskörper kommen.

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Die Entstehung eines Sterns fasziniert die Astronomie nach wie vor, obwohl es schon recht gesicherte Theorien zum Thema gibt. Die Nebel als Rückstände verstorbenerer Sterne dienen dabei oft als Sternfabrik und damit als Geburtsstätte für Gebilde, die später mit Wasserstofffusion arbeiten werden.

Die Geschichte beginnt mit dem Protostern und mit nachfolgenden den unterschiedlichst großen Sternen. Die Sonne ist eher ein kleinerer Vertreter, es gibt viel riesigere Gebilde im Universum. Die Masse ist dabe auch das Kriterium, wie es mit dem Ableben vonstatten gehen kann. Es werden alle Sterne nach Ende der Fusion zum roten Riesen und kleinere Sterne werden zum weißen Zwerg und es entstehen Neutronensterne.

Bei großen Sternen gibt es auch die Phase zum roten Riesen, der aber viel riesiger ist als bei den kleinen Ausgaben. Daraus entsteht die Supernova und nachfolgend kann ein Schwarzes Loch das Endergebnis sein.

Sterbender Stern ist ein scheinbar übertriebener Begriff, aber er ist schon richtig. Wenn kein Material mehr im Sterninneren verarbeitet werden kann, wirken die Kräfte so stark auf den Stern, dass er seine bisherige Existenz aufgeben muss.

Eine ganz andere Geschichte ist ein missratener Stern. Brauner Zwerg wird ein solcher Versuch bezeichnet, bei dem ein Himmelskörper entsteht, der eigentlich ein Stern sein könnte, aber nicht genug Temperatur aufbauen konnte und schließlich als Fehlversuch oder eben brauner Zwerg umschrieben werden kann.

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Entstehung eines Sterns im WeltallArtikel-Thema: Entstehung eines Sterns

Beschreibung: Die 🪐 Entstehung eines Sterns beginnt mit der Materienansammlung und führt weiter über den Protostern bis zur ✅ Wasserstofffusion.

letzte Bearbeitung war am: 08. 12. 2021

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