• vom 24.08.2001, 00:00 Uhr

Kompendium

Update: 01.03.2005, 14:57 Uhr

Astronomie

Die gescheiterten Sterne




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Von Christian Pinter

  • Braune Zwerge, ein Ärgernis für die astronomische Taxonomie

Noch vor ein paar Jahren schien es leicht, die Trennlinie zwischen Sternen und Planeten zu ziehen. Sterne galten als gewaltige, heiße, energieerzeugende Sonnen, die Licht abstrahlen wie die unsere. Planeten waren sehr viel kleinere Objekte, die Sterne umkreisen und deren Licht reflektieren. Modell standen hier unsere neun Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto.


Doch in den letzten Jahren stöberte man mehrere Dutzend Planeten um andere, ferne Sterne auf. Die meisten übertreffen Jupiter, den Goliath unseres Sonnensystems. Einige wenige erreichen Dimensionen, die den planetaren Rahmen sogar sprengen. Gleichzeitig machte man zwergenhafte Sterne aus, deren Durchmesser jenem des Jupiter ähneln. Der Begriff "Planet" ist somit unscharf geworden.

Gieriger Jupiter

Als unsere Sonne vor 4.6 Milliarden Jahren entstand, riss sie praktisch sämtliche Materie in ihrer Umgebung an sich. Nur grob ein Tausendstel gönnte sie ihren Planeten. Davon fuhr Jupiter fast alles heim, sammelte 318 Erdmassen auf; für die restlichen acht Sonnenbegleiter blieben bloß 129. Könnte man Jupiter zerlegen, ließen sich seine planetaren Kollegen noch ein zweites und ein drittes Mal erschaffen.

Ein Durchmesser von 143.000 km, das Elffache der Erde und Wolken, die 45 Prozent des einfallenden Sonnenlichts reflektieren: dieses Rezept sorgt für außergewöhnlichen Glanz Jupiters am irdischen Himmel. Noch 1867 wollten manche Astronomen eine eigene Lichtproduktion nicht ausschließen. Zudem wiesen Spektraluntersuchungen chemische Ähnlichkeiten mit der Sonne nach. Doch um wie diese Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen, reicht Jupiters Temperatur nicht.

Scheinbar war er der Metamorphose zum Stern knapp entgangen. Hätte Jupiter fünf- bis zehnmal mehr Masse, so las man vor 30 Jahren, würden zwei Sonnen statt eine auf uns herab strahlen. Später korrigierte man: der Riesenplanet ist doch noch um den Faktor 75 bis 80 zu klein, um nukleares Feuer wie die Sonne zu zünden.

Sonnen entstehen beim Kollaps von Wolken aus Gas und Staub, die zwischen den Sternen treiben. Die Anfangsmasse bestimmt den Lebensweg: Je mehr Materie ein Stern bei seiner Geburt mitbekommen hat, desto heißer und heller gerät er. Seine Kugel wird vom eigenen Gewicht komprimiert, was die Temperatur im Zentrum hochschnellen lässt. So herrschen unvorstellbare 15 Mill. ° C im Kern unserer Sonne. Dort werden jede Sekunde 4 Mill. t Masse in Energie verwandelt.

Ein Stern mit 15-facher Sonnenmasse strahlt 10.000-mal kräftiger. Die mächtigsten besitzen sogar über 100 Sonnenmassen. Im Vergleich zu solchen Riesen wirkt unser Stern bescheiden: formal gilt die Sonne trotz ihres Durchmessers von 1.4 Mill. km nur als gelber Zwerg.

Die Farbe ist Ausdruck der Oberflächentemperatur. Unsere Sonne hat 5.500 ° C. Doch im All dominiert Rot. Die meisten Sterne sind nämlich schmächtiger. Rote Zwerge müssen mit ein paar Zehntel der Sonnenmasse auskommen und bleiben daher kühler. Wollte man das Licht der Sonne ersetzen, müsste man grob 100 rote Zwerge an ihre Stelle rücken.

Die kleinsten haben nicht einmal ein Promille der Sonnenleuchtkraft. In sechs Lichtjahren Abstand, gleichsam vor unserer Haustüre, schwebt Barnards Stern. Der rote Zwerg lässt sich im Sternbild Schlangenträger ausmachen, aber nur mit einem sehr lichtstarken Fernglas. Hingegen ist Orions bläulichweißer Rigel einer der prominentesten, hellsten Lichtpunkte des Winterhimmels, trotz seiner Distanz von 800 Lichtjahren. Kein Wunder - protzt der Riesenstern im All doch mit 40.000-facher Sonnenleuchtkraft.

Die Sterne lügen also: blicken wir nachts zum Firmament, erhalten wir kein repräsentatives Bild. Trotz Übermacht der Zwerge sehen wir vor allem Riesen. Das ist ähnlich, als wollten wir von einem weit entfernten Berggipfel aus eine Inventur im Zoo Schönbrunn versuchen. Wir zählten Giraffen, Elefanten und Nashörner, würden "Schafe" wie unsere Sonne aber leicht übersehen.

Im kosmischen Zoo sind rote Zwerge gleichsam die "Murmeltiere" und "Erdmännchen". Lange Zeit galten sie als die winzigsten und dunkelsten Sterne. Denn um das für Sonnen fundamentale Wasserstoff-Brennen zu starten, braucht man ein minimales Startkapital. Es beträgt 8 Prozent der Sonnenmasse, was grob 80 Jupitermassen entspricht.

Darunter sind die Temperaturen im Kern zu niedrig. Der klassischen Definition nach liegt hier das Limit der Sternentstehung: Kleinere Sonnen würden demnach nicht geboren.

Die Astronomie-Studentin Jill Tarter arbeitete 1975 an der Universität Berkeley, Kalifornien, an ihrer Dissertation. Dabei prägte sie für theoretisch existierende, noch viel massenärmere Sterne den Namen "brauner Zwerg". Später machte sie diesen Begriff in einer Vorlesung mit dem Titel "Braun ist keine Farbe" populär. Zwei Jahrzehnte lang suchten Astronomen den Himmel vergeblich nach solchen Exoten ab. Dann erst stieß man zweifelsfrei auf ein passendes Objekt.

Im Sternbild Hase zeigt das Fernglas den schwachen roten Zwergstern Gliese 229. Er ist nur 3.500 ° C heiß, hat keine 2 Prozent der Sonnenleuchtkraft. 1995 entdeckte man, dass er von einem noch winzigeren Begleiter umkreist wird: es ist der braune Zwerg Gliese 229 B. Dieser bringt es bloß auf 700 ° C, strahlt die meiste Energie nicht im sichtbaren, sondern im infraroten Licht ab.

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Astronomie

Dokumenten Information
Copyright © Wiener Zeitung Online 2018
Dokument erstellt am 2001-08-24 00:00:00
Letzte Änderung am 2005-03-01 14:57:00

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