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Sterngrössen (4 Folien)
Unser Bild beginnt mit Jupiter, dem Riesenplaneten in unserem Sonnensystem, der es nicht geschafft hat, ein Stern zu werden. Er vereinigt in sich 70 % der Planetenmassen, aber nur 1 ‰ der Sonnenmasse. Wäre er 13 - 75-mal schwerer, hätte er das Zeug zu einem Braunen Zwerg, nichts Grossartiges, aber immerhin eine Vorstufe zu einem Stern. Ihre Energie beziehen Braune Zwerge zwar nicht aus der Wasserstofffusion, dazu sind sie noch zu leicht, aber aus anderen Fusionsprozessen, die bei niedrigerer Temperatur ablaufen. Ihre Energie reicht aber höchstens für eine Infrarotstahlung.
Wolf 359 (Leo) ist mit 10% der Sonnenmasse ein Grenzfall zwischen einem Braunen Zwerg und einem Roten Zwerg. Er befindet sich in einer Distanz von 7,8 Lj. Die Masse Brauner Zerge reicht höchstens für eine Deuteriumfusion (Deuterium ist schwerer Wasserstoff). Die Energieausbeute ist dabei gering. Sein „Leuchten“ ist abgestrahlte Wärmeenergie. Wolf 359 scheint die kritische Masse überschritten zu haben. Er leuchtet sehr schwach und unregelmässig in der Spektralklasse M6. Um ihn zu sehen, braucht es eine Fernrohröffnung von mindestens 14‘‘ (Zoll).
Unsere Sonne ist ein mittlerer Stern, ein gelber Hauptreihenstern, der Spektralklasse G2. Mit ihrer Farbtemperatur von 6‘000°K erscheint ihr Licht weiss. Die Oberflächentemperatur der Sonne liegt bei 5‘000°C, die Kerntemperatur ist mit 15 Mio. °C bei dem dort herrschenden Druck hoch genug um Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen. Aus diesem Prozess bezieht die Sonne ihre Energie, die etwa für 10 Milliarden Jahre reicht. Im Moment befindet sich die Sonne in etwa in ihrer Halbzeit.
In der Grössenskala folgt Sirius (A), der Hauptstern des Canis Major. Sirius ist mit rund 240 Mio. Jahren ein relativ junger Stern der Spektralklasse A1 (Weisser Hauptreihenstern) und ist mit einer Magnitude von - 1,5 der hellste Stern am Nachthimmel. Dazu ist er mit einem Abstand von 8,6 Lj. einer der nächsten Sterne. Seine Oberflächentemperatur liegt bei fast 10‘000°C. Sirius ist ein physischer Doppelstern mit einem Begleiter der Magnitude 8,1 (Sirius B), einem Weissen Zwerg (er ist etwas kleiner als die Erde, aber 300‘000-mal schwerer).
Hier machen wir den ersten Grössensprung, wir lassen Sirius zu einem Kügelchen schrumpfen, um uns die nächsten Grössenklassen anzusehen.
Pollux ist der β-Stern von Gemini. Er ist der hellste Stern der Zwillinge und gehört schon zu den Roten Riesen. Er besitzt die Spektralklasse K0. Er ist mit 34 Lj. Entfernung der uns nächste Stern dieser Klasse. Er hat nicht ganz die doppelte Sonnenmasse, aber den 8-fachen Durchmesser und seine Leuchtkraft übertrifft die der Sonne um den Faktor 32. Seine Oberflächentemperatur liegt bei 4‘500°C. Spektroskopische Messungen haben ergeben, dass Pollux von einem Planeten der dreifachen Jupitermasse in 590 Tagen umkreist wird.
Arcturus, der α-Stern des Bootes, ist ein Roter Riese der Spektralklasse K2 mit 22-fachem Sonnendurchmesser, seine Leuchtkraft übertrifft die der Sonne um den Faktor 200. Arcturus ist der hellste Stern des Nordhimmels und liegt in einer Entfernung von 36,7 Lj., also auch recht nahe. Arcturus hat seinen Wasserstoffvorrat schon weitgehend aufgebraucht und bereits mit der Verbrennung von Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff begonnen. Das lässt ihn heller als erwartet erscheinen, macht ihn aber auch instabil, was sich in leichten Helligkeitsschwankungen zeigt. Arcturus ist ein alter Stern, fast doppelt so alt wie die Sonne und das älteste von blossem Auge sichtbare Objekt am Nachthimmel.
Aldebaran, ist der α-Stern des Stiers. Er scheint im offenen Sternhaufen der Hyaden zu liegen, gehört aber nicht zu ihnen. Aldebaran ist ein Roter Riese der Spektralklasse K5 und liegt in einer Entfernung von 67 Lj. (die Hyaden sind mehr als doppelt so weit entfernt). Aldebaran ist auch von Auge schon deutlich rot. Er hat einen roten Zwergbegleiter der Spektralklasse M2 und einer Magnitude von 0,8. Die Sonde Pioneer 10, die 1972 von Cape Canaveral gestartet worden war und nach ihrer Jupitermission inzwischen das Sonnensystem verlassen hat (letztes Signal 2003), wird - wenn sie ihre Bahn beibehält - Aldebaran in etwa 2 Mio. Jahren erreichen.
Hier machen wir einen weiteren Grössensprung, wir lassen Aldebaran zu einem Kügelchen schrumpfen, um uns die nächsten Grössenklassen anzusehen.
Rigel ist als β-Stern trotzdem der hellste Stern im Orion. Seine Entfernung liegt zwischen 650 und 900 Lj., genauer ist sie im Moment nicht zu bestimmen. Auch Rigel ist ein Mehrfachsternsystem. Die Hauptkomponente Rigel A ist ein Blauer Riese der Spektralklasse B8 und liegt am Übergang zum Roten Überriesen. Er strahlt mit der etwa 46‘000-fachen Leuchtkraft der Sonne, damit ist er nach Beteigeuze (135‘000-fach) und Antares (90‘000-fach) der leuchtstärkste Stern innerhalb einer Entfernung von 1‘000 Lichtjahren von uns. Der nächste noch leuchtstärkere Stern ist mit einem Abstand von etwa 1‘600 bis 3‘200 Lichtjahren der Hauptstern des Schwans Deneb. Auch Rigel weist - wie alle Riesensterne, die zum Helium-Brennen übergegangen sind, eine gewisse Veränderlichkeit in sei¬ner scheinbaren Helligkeit auf.
Bei den kleineren Komponenten Rigel B/C, die selbst ein gebundenes Doppelsternsystem bilden, handelt es sich um bläulich-weisse Hauptreihensterne der Spektralklasse B9 und der 128-fachen Leuchtkraft der Sonne. Der nur schwach leuchtende Rigel D gehört vermutlich einem Untertyp der Spektralklasse K an. Er wird aber derart überstrahlt, dass bisher keine exakten Werte in Bezug auf seine physikalischen Eigenschaften gewonnen werden konnten.
Antares, der α-Stern des Skorpions ist ein Roter Überriese der Spektralklasse M1. Sein Name „Gegenmars“ weist auf die schon früh beobachtete rote Farbe des Sterns hin. Das kommt von seiner Oberflächentemperatur, die nur noch 3‘400°C beträgt. Sterne dieser Grösse sind halbregelmässige Veränderliche. Mit einem Durchmesser von 1‘144 Mio. km würde er weit über die Marsbahn hinausreichen. Antares bildet mit einem unauffälligen Begleiter ein Doppelsternsystem. Im Winkelabstand von 2,6" befindet sich ein blauweisser Stern der Spektralklasse B3 mit einer scheinbaren Helligkeit 5,5 mag.
Betelgeuze (α Ori) ist ein überreifer Roter Überriese der Spektralklasse M 1-2 mit dem 662-fachen Sonnendurchmesser und der 10‘000-fachen Sonnenleuchtkraft. Die Entfernungsbestimmung dieses halbregelmässigen Veränderlichen ist nicht einfach und dürfte mit einer relativ hohen Fehlertoleranz bei ca. 640 Lj. liegen. Mit 0,05‘‘ ist er einer der wenigen Sterne, die mit der modernsten Teleskoptechnik Scheibengestalt annehmen. Betelgeuze ist schon ziemlich stark veränderlich, was auf ein baldiges Ende des Sterns hindeutet. Wann das genau passieren wird, ist schwer zu sagen, vielleicht ist es schon passiert und das Licht ist mit der Botschaft noch unterwegs. Wäre das der Fall, hätten wir eine Supernova zu erwarten, die wahrscheinlich punktförmig heller als der Vollmond strahlen würde. Gammablitze hätten wir kaum zu fürchten, weil die Rotationsachse des Sterns nicht auf die Erde zeigt.
Eigentlich haben wir den Horizont des Vorstellbaren schon lange überschritten. Aber machen wir noch einen Grössensprung und lassen wir Betelgeuze zu einer kleineren Kugel schrumpfen, um noch einige kaum vorstellbare Exoten zu betrachten.
Mü Cephei (μ Cep) strahlt auf Grund seiner Spektralklasse M2 granatrot und wurde deshalb von Wilhelm Herschel als „Granatstern“ bezeichnet. Dieser Rote Überriese schwankt in seiner Helligkeit schon zwischen 3,7mag und 5,0mag. Der Stern ist ca. 50 Lj. entfernt und seine Oberflächentemperatur liegt immer noch um die 3‘500°C. Mü Cephei ist einer der grössten bekannten Sterne der Milchstrasse. Würde man ihn an die Stelle der Sonne setzen, würde er über die Bahn des Saturn hinausreichen. Der Granatstern wird von zwei relativ leuchtschwachen Begleitern umkreist, über die noch wenig bekannt ist (12,3 mag, bzw. 12,7 mag).
Wir kommen an die Grenzen der Superlative. VV Cephei ist ein Superriese mit 1‘600 - 2‘100 Sonnendurchmessern. Er wird der Spektralkasse M2 zugeordnet. VV Cephei B ist ein blauer Stern der Hauptreihe. Der blaue Begleiter, ein Blauer Riese, hat immer noch den zehnfachen Sonnendurchmesser hat. Wenn die beiden Sterne ihren nächsten Rotationspunkt erreichen, zieht der blaue Stern Materie vom roten Stern ab.
VY CMa ist der grösste bekannte und abschätzbare Stern mit 1‘800 - 2100 Sonnendurchmessern. Bei den Grössenordnungen ist das nicht mehr leicht zu schätzen. Hätte die Erde einen Durchmesser von 1 mm, dann hätte die Sonne einen Durchmesser von etwa 10,9 Zentimetern und VY Canis Majoris einen Durchmesser von 200 Metern! Letztlich bleibt offen, welches wirklich der grösste Stern ist, gigantisch ist er auf jeden Fall!
Seite 1: Sterngrössen im Vergleich
Seite 2: VY CMa im Vergleich zu Sonne und Erdbahn
Seite 3: Pioneer 10 auf dem Weg zu Aldebaran?
Seite 4: „Blaue Nachzügler“ (VV Cep B und sein Partner VV Cep A)
"Blaue Nachzügler" ("Blue Straggler") sind interessante Sterne, weil sie der Theorie der Sternentwicklung (Hertzsprung-Russell-Diagramm) zu widersprechen scheinen. Sie kommen in alten Sternhaufen vor, sind selber uralt, müssten also schon verschwunden oder mindestens zu "Roten Riesen" (das ist das Endstadium eines normalen Sterns) geworden sein. Aber nein, sie erstrahlen in einem jugendlichen Blau (das heisst, dass sie an der Oberfläche [und natürlich auch in ihrem Innern, das sehen wir aber nicht direkt] noch sehr heiss sind. Woher nehmen sie diese Energie? Die Erklärung ist, dass es sich hier um Doppelsternsysteme handelt. Dabei "altert" der massereichere Stern schneller als der masseärmere. Erreicht der massereichere Stern sein Endstadium, beginnt er sich auszudehnen. Überschreitet er bei seiner Ausdehnung die sog. "Roche-Grenze" zu seinem Nachbarstern, beginnt jener, dem Partner Materie abzusaugen, die im Sterneninnern des masseärmeren Sterns dann in Energie verwandelt wird. Es handelt sich sozusagen um eine "Verjüngungskur des masseärmeren Sterns durch Sternenkannibalismus".