Sterne - die kosmischen Riesen

Die Sonne, unser Zentralgestirn

Alle alten Kulturen, die Ägypter, die Kelten, die Römer und die Griechen, sie alle verehrten die Sonne als einen Gott. Kein Wunder, denn ohne unsere Sonne wäre Leben auf der Erde unmöglich. Sie versorgt uns mit Licht und Wärme, beeinflusst die Gezeiten und bestimmt das Klima. Die Sonne ist "unser" Stern und trägt deswegen diesen speziellen Namen. Umgangssprachlich kann man durchaus auch andere Sterne als Sonnen bezeichnen.

Für uns Menschen scheint die Sonne unvorstellbar weit entfernt: 150 Millionen km, eine Astronomische Einheit. In astronomischen Maßstäben betrachtet, ist dies jedoch keine ernstzunehmende Entfernung.Das Licht benötigt gerade mal acht Minuten, um von der Sonnenoberfläche zur Erde zu gelangen.

Die Sonne gehört zur Gruppe der Gelben Zwerge. Daran können Sie bereits erkennen, dass die nicht besonders interessant ist. Sie gehört zum Durchschnitt. Aber das ist unser Glück. Denn wäre sie überdurchschnittlich groß, würden andere physikalische Prozesse in ihrem Innern ablaufen und sie wäre bereits ausgebrannt, bevor sich überhaupt Leben auf der Erde hätte entwickeln können. Die Sonne hat eine Lebenserwartung von ungefähr 10 Milliarden Jahren; die Hälfte hat sie bereits hinter sich.

Was genau sind Sterne?

Die Sonne ist ein Stern. Aber was sind Sterne? Das ist eine Frage, die die Menschen seit Jahrtausenden beschäftgt. Und entsprechend viele Vermutungen und Theorien haben sie entwickelt. Die Alten Griechen waren bspw. fest davon überzeugt, die Erde sei von einem Meer aus Flammen umgeben und die Sterne seien Löcher in dem Schutzschild, das uns vor dem Feuer beschützt. Eine gängige Theorie im 19. Jahrhundert besagte, die Sonne könne diese gewaltigen Energiemengen nur erzeugen, wenn sie aus Kohle bestünde. Heute wissen wir, dass sie dann nur ungefähr 6000 Jahre brennen würde. Was genau ein Stern ist, ist durch genaue Untersuchungen der Sonne in jüngster Zeit geklärt worden.

Ein Stern ist eine gewaltige Gaskugel. Sie bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff. Ihre Energie erzeugen sie durch einen Prozess namens Kernfusion. Das ist der gegenteilige Prozess der Kernteilung. Statt geteilt zu werden, verschmelzen im Innern von Sternen Wasserstoffkerne zu Heliumkernen. Dabei wird wesentlich mehr Energie freigesetzt als durch Kernspaltung.

Doch auch diese Giganten des Weltraums leben nicht ewig. Sterne werden geboren, leben unterschiedlich lange Zeit (einige Millionen oder einige Milliarden Jahre) und vergehen dann schließlich. Wie sie sterben, hängt von ihrer Größe ab. Abhängig von der Größe entstehen unterschiedliche "Sternleichen": Weiße Zwerge, Neutronensterne oder gar die berühmt-berüchtigten Schwarzen Löcher. Sie alle sollen Themen weiterer Artikel werden.

Wie viele Sterne gibt es im Universum?

Niemand kann hier eine genaue Antwort geben. Ich möchte Ihnen allerdings eine Vorstellung von der gewaltigen Anzahl Sterne geben, die es im Weltraum gibt. Das Weltraumteleskop Hubble hat einen Ausschnitt des Weltraums fotografiert, in dem fast keine Sterne unserer Galaxie zu sehen sind. Nach einer 10-tägigen Belichtungszeit hat das Ergebnis sogar die Astronomen überrascht: Eine große Anzahl leuchtender Objekte sind in diesem scheinbar leeren Himmelsabschnitt zu sehen.

Doch die Wenigsten sind Sterne. Die meisten Objekte sind Galaxien wie unsere Milchstraße. Das Bild vermittelt einen ersten Eindruck von der unglaublichen Menge an Sternen. Aber rechnen wir ein wenig. Wir können heute ungefähr 50.000 Galaxien beobachten. Rechnen wir mal mit ungefähr 100 Millliarden Sternen im Durchschnitt pro Galaxie. Und wir wissen nicht, wie viele Galaxien wir noch nicht sehen können. Das dürfte genügen, Ihnen einen Eindruck zu verschaffen.

Und haben alle diese Sterne Planeten?

Wir gehen heute davon aus, dass ein Stern mit einem Planetensystem nicht der Normalfall ist. Das hat unter anderem den Grund, dass die meisten Sterne keine Einzelgänger wie die Sonne sind. Häufiger als einzelne Sterne gibt es Doppel- oder sogar Dreifachsternsysteme. In solchen Konstellationen ist es weniger wahrscheinlich, dass Materie sich zu Planeten zusammenfindet. Aber unmöglich ist es nicht.

Heute kennen wir ungefär 600 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Das Entdecken von Planeten ist sehr schwierig und nur über indirekte Methoden möglich. Ein Planet außerhalb des Sonnensystems kann nicht direkt beobachtet werden. Der Grund ist einfach: Sie leuchten nicht. Zwar reflektieren sie das Licht des Sterns, doch sie werden von dessen Leuchtkraft einfach verdeckt.

Die Entlarvung von Planeten ist ein äußerst komplexer Vorgang, der genaue Beobachtungen und Berechnungen voraussetzt. Eine Stern zieht die Planeten an, aber die Planeten üben auch eine Anziehungskraft auf den Stern aus. Dieses "Ziehen" eines Planeten an einem Stern kann man untersuchen und daraus Rückschlüsse auf die Planeten ziehen. Das ist eine von mehreren Methoden, die aber alle keine 100%ige Sicherheit bieten.

Könnte es eine zweite Erde geben?

Die Presse hat in den letzten Jahren mehrmals gemeldet, man habe einen erdähnlichen Planeten entdeckt. Tatsächlich sind das nur Hypothesen, da wir Planeten nicht direkt untersuchen können. Damit ein Planet so blühend und voller Leben ist wie die Erde, müssen mehrere Bedingungen erfüllt werden.

Der Planet braucht die richtige Größe. Ist er zu klein, ist seine Gravitation nicht stark genug, um eine Atmosphäre an sich zu binden. Das können wir bei unserem Mond beobachten. Ist der Planet zu groß, wäre die Schwerkraft zu stark, als dass sich Leben entwickeln könnte. Eine zweite Erde müsste in genau der richtigen Entfernung um ihren Stern ihre Bahn ziehen.

Wir haben das Glück, dass sich die Erde genau in der bewohnbaren Zone befindet. Ist ein Planet zu nah, verdampft alles Wasser und es wird viel zu heiß für Leben. Ist er zu weit entfernt, wird es sehr kalt. Und in der Kälte laufen alle chemischen Prozesse so langsam ab, dass die Entwicklung von Leben unmöglich ist. Wasser ist eine Grundvoraussetzung für Leben. Daher kann  bei den meisten Planeten ausgeschlossen werden, dass dort Leben existieren kann.

Allerdings können wir mit bspw. der oben beschriebenen Methode nur Planeten entdecken, die größer als die Erde sind, da so kleine Planeten wie die Erde nicht genügend an ihrem Stern "ziehen", dass wir es bemerken könnten. Die Entdeckung kleinerer Planeten ist extrem schwierig. Um eine zweite Erde entdecken zu können, werden wir unsere Möglichkeiten wohl noch einige Zeit verfeinern und verbessern müssen.