Bevor diese Reportage ihr Ende findet, soll noch kurz erläutert werden, welche Optionen es für Sterne nach ihrem „Leben“ gibt. Hierzu sei die untenstehende Grafik angefügt. Diese Grafik stellt die verschiedenen Szenarien dar, die Herr Köhler, Physiklehrer an der Eichenschule, den ich als Experten an meiner Seite habe, im folgenden Interview verständlich erklären wird.
ES Magazin: Guten Tag Herr Köhler, wie ich Sie bereits informiert habe, würde ich Ihnen gerne ein paar Fragen zu Szenarien nach dem Leben eines Sterns stellen, in der Hoffnung Sie können mir Antworten geben, welche auch jemand, der mit der Astrophysik nicht enorm vertraut ist, verstehen kann.
Also, genau wie die Leser/innen haben Sie eine Grafik vor sich liegen, die das Sterben von Sterne veranschaulicht, fangen wir doch mal am Anfang an: durch die Eigengravitation, etc. bildet sich ein Hauptreihenstern.
Nun gibt es zwei Möglichkeiten für den Stern, entweder der Stern „entwickelt“ sich zu einem Weißen Zwerg oder zu einem Roten Riesen, können Sie mir bitte erklären, unter welchen Umständen es zu welcher Situation kommt?
Herr Köhler: Also, um eines erstmal festzuhalten: Der Weltraum ist leer. Wirklich völlig leer bis auf ein bisschen Materie. In bestimmten Weltallarealen schweben Gaswolken umher. Diese bestehen aus Atomen. Meistens aus Wasserstoffatomen. In diesen Gaswolken herrscht Massenanziehung. Je mehr Masse zur Verfügung steht, desto stärker kann die Massenanziehung wirken. Aufgrund der Massenanziehung bilden sich dann in diesen Gaswolken eben Hauptreihensterne. Für diese gilt: Je mehr Masse dieser Stern besitzt, desto mehr Treibstoff verbrennt dieser. Dies kann man auch auf die Entwicklung eines Sterns, wie dies in der Abbildung dargestellt wird, beziehen: Je mehr Masse einem Stern zur Verfügung steht, desto größere und heißere Sterne bilden sich.
ES Magazin: Okay, falls es nun zum Roten Riesen kommt gibt es ja laut Grafik, erneut zwei Möglichkeiten, entweder erneut der Weiße Zwerg oder die Supernova. Nun ist meine Frage an Sie, wie kommt es zu einer Supernova?
Herr Köhler: Wie schon erwähnt, expandiert ein großer, massereicher Stern logischerweise zu einem roten Riesen. Hat der Stern dann eine bestimmte Masse, so explodiert dieser in einer gigantischen Supernova und schleudert dabei Materie hinaus ins Weltall, wo sich daraus neue Gaswolken bilden können. Wird diese Masse nicht erreicht, so schrumpft der Rote Riese zu einem Weißen Zwerg.
ES Magazin: Wir wissen ja, dass Sterne eine Art Fabriken des Universums für verschiedenste Elemente sind, doch wie ich am Anfang meiner Reportage schrieb, gibt es einige Elemente die eben erst durch eine Supernova, freigesetzt werden können. Warum ist das so bzw. woran liegt das?
Herr Köhler: Während verschiedene Atome und Atomkerne in einer Sonne fusionieren, um neue Elemente zu bilden, wird Energie frei. Dies gilt für jedes Element bis Eisen. Um bei einer Fusion Eisen und schwerere Elemente zu erhalten, muss man Energie hinzufügen. Einfach gesagt: Wenn man Wasserstoffatome fusioniert, so erhält man ein Heliumatom. Dabei wird Energie freisetzt. Will man Eisen fusionieren, so geht das nicht so einfach, da man zusätzliche Energie benötigt. Hat nun ein Stern mit mindestens 8-facher Sonnenmasse einen großen Teil seines Treibstoffs verbraucht, so implodiert der Stern und es wird schlagartig extrem viel Energie frei. Diese Energie kann Atome nun zu größeren Elementen als Eisen fusionieren und schleudert diese ins Weltall.
ES Magazin: Welche sind denn die Stoffe, die dadurch zu uns gelangen?
Herr Köhler: Alle Elemente, die schwerer sind als Eisen, also z.B Uran, können dadurch entstehen.
ES Magazin: So, jetzt sind wir wohl bei den beiden bekanntesten Ereignissen des Universums angekommen, nämlich einmal dem Neutronenstern und andererseits dem „furchteinflößenden“ Schwarzen Loch.
Herr Köhler: Erneut ist die Masse sehr entscheidend, denn diese kollabiert weiterhin. Je mehr Masse vorhanden ist, desto stärker bzw. desto weiter kollabiert die Masse. Bei einem schwarzen Loch z. B. wird extrem viel Masse auf eine sehr kleinen Bereich konzentriert. Diesen Punkt nennt man Singularität. Durch die Beschränkung der Masse auf einen so kleinen Raum entsteht eine so enorme Gravitation, dass der Singularität nichts entkommen kann. Nicht mal Licht! Den Neutronenstern kann man als kleinen Bruder des schwarzen Lochs ansehen. Er hat auch eine extrem starke Gravitation, doch keine so starke wie das Schwarze Loch. Bei einem Neutronenstern ist die atomare Struktur zerstört, denn die Atome werden unter sehr hohem Druck ineinander gepresst. Meine Vermutung ist, dass der Neutronenstern daher seinen Namen hat, dass der Stern eine Art riesigen Atomkern bildet. Nebenanmerkung: Die Vermutung wurde bestätigt.
ES-Magazin: Vielen Dank für das tolle Interview.
Aus der Nachbearbeitung hat sich übrigens folgendes ergeben: Die Unterteilung in weißer Zwerg und roter Riese ist ungünstig. Kleine und massearme Sterne explodieren nicht in einer Supernova. Sie werden zu Zwergsternen (auch andere Farben als weiß sind möglich). Diese sind dann weniger heiß. Große, massereiche Sterne werden zu Riesen (rote Riesen aber auch Überriesen sind möglich). Diese explodieren in einer Supernova, bei der die äußeren Regionen des Sterns ins Weltall geschleudert werden und ein extrem massiver Kern zurückbleibt. Ausgehend von der Masse dieses Kerns kann es ein weißer Zwerg, ein Neutronenstern oder sogar ein schwarzes Loch sein, welcher/welches zurückbleibt.
Dies wär es tatsächlich schon mit der Reportage und dem Interview. Ich hoffe, dass ihr Leser*innen ein bisschen was gelernt und mitgenommen habt und beim Blick in die Sterne künftig klarer seht, was dahintersteckt.
Und nicht vergessen, wir werden nie alles über das Universum erfahren und es gibt immer etwas Neues zu lernen.
Quellen (alle abgerufen am 23.11.2021):
ES Magazin 