Lerntext Astrophysik

Marius, 20.11.2017

Dieser Hypertext präsentiert das Ergebnis einer Internet-Recherche über Astrophysik.

Gliederung

	Was ist ein Stern?
	Wie entstehen Sterne?
	Wie sterben Sterne?
	Was ist eine Supernova?
	Was ist ein Schwarzes Loch?
	Was ist ein Neutronenstern?

Ein Stern ist eigentlich nur eine Kugel aus Gas. In ihrem Inneren ist es mehrere Millionen Grad Celsius heiß. Wegen der sehr starken Hitze leuchten und glühen die Gaswolken. Das kann man ungefähr mit einer Glühbirne vergleichen, nur dass die Gaswolke sehr viel heller ist. Die Sterne erscheinen uns von der Erde aus sehr winzig. Das liegt aber daran, dass sie so weit weg sind und auch noch sehr hell sind. In Wirklichkeit sind die Sterne sehr groß. Die kleinen Sterne sind schon ungefähr 10-mal so groß wie unsere Erde (10 Erdmassen). Die riesen Sternen können auch hunderttausendmal so groß sein wie die Erde. Es gibt jedoch ein Stern, der vergleichsweise zu allen anderen Sternen sehr nah ist. Das ist die Sonne, welche etwa einhundertmal so groß ist wie unsere Erde. Die Sonne besteht zum Großteil aus Wasserstoffgas und sie bezieht ihre Energie aus den Wasserstoff-Atomkernen. Ein Stern verbrennt sich sozusagen selbst nach einer langen Zeit. Wenn die Brennstoffvorräte ausgegangen sind, wird er dunkel und fällt in sich zusammen oder Explodiert. Das nennt man einen weißen Zwerg oder eine Supernova. Eines Tages wird auch unserer Sonne der Brennstoff ausgehen und sie wird in sich zusammenfallen, aber weil der Stern so groß ist, wird er noch etwa 5 Milliarden Jahre leuchten.

Der Prozess, damit ein Stern entsteht, dauert Milliarden von Jahren. Zunächst sammelt sich sehr viel Gas und Staub an. Die Gravitationskraft sorgt daraufhin dafür, dass diese Ansammlung sich über mehrere Millionen Jahre zu einer riesigen Gaswolke verdichtet. Umso dichter die Gaswolke wird, desto heißer ist es in ihrem Inneren. Die Gasteilchen kollidieren immer stärker und häufiger miteinander, bis die Hitze in der Gaswolke so heiß ist, dass die Teilchen verschmelzen.

Kurz bevor ein Stern stirbt, ist er in dem Stadium eines Roten Riesen. Er kann einen Durchmesser von mehreren Millionen Kilometern haben. Wenn ein Roter Riese sein ganzen Brennstoff aufgebraucht hat, gibt es für seinen Tot zwei Möglichkeiten. Entweder liegt er unter der Chandrasekhar Grenze von 1,4 Sonnenmassen und wird zu einem Weißen Zwerg, der irgendwann ausglüht. Liegt der Rote Riese über der Chandrasekhar Grenze, dann wird er zu einer Super Nova. Liegt die Supernova über drei Sonnenmassen, dann wird sie zu einem Schwarzen Loch. Liegt sie unter drei Sonnenmassen, wird sie zu einem Neutronenstern.

Eine Supernova ist das schnelle Eintreten, helle Aufleuchten eines Sterns am Ende seiner Entwicklung durch eine Explosion, bei der sich der Stern selbst zerstört. Die Leuchtkraft des Sterns nimmt dabei millionen- bis milliardenfach zu. Er wird für eine kurze Zeit so hell wie eine ganze Galaxie.

Massereiche Sterne mit einer Anfangsmasse von etwa mehr als acht Sonnenmassen beenden ihre Entwicklung mit einem Kernkollaps nach dem kompletten Verbrauch ihres Brennstoffs. Dadurch entsteht dann ein Schwarzes Loch.

Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, das in seiner Umgebung eine so starke Gravitation erzeugt, dass weder Materie noch Licht oder Signale diese Umgebung verlassen können. Nach der Relativitätstheorie verformt ein ausreichend kompakte Masse die Raumzeit so stark, dass sich ein Schwarzes Loch bildet.

Ein Neutronenstern ist ein gestorbener Stern, in dem die Positiven Protonen und die Negativ geladenen Elektronen so stark zusammengepresst wurden sind, das sie sich in Neutronen umgewandelt haben. Der Neutronenstern schrumpft dabei auf nur Zehn bis 20 Kilometer Durchmesser.

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Marius Grom, CC BY-NC-SA 4.0