Auf der Suche nach den ältesten Sternen (German Edition)

Pulsationen in der Sternhülle in recht kurzen Perioden von Minuten bis hin zu mehreren hundert Tagen variiert. Solche Veränderung können beobachtet werden. Erwähnenswert ist hier die Klasse der sogenannten Delta-Cephei-Sterne. Sie sind sehr helle Riesensterne, deren Helligkeit deutlich messbar in Perioden von einigen Tagen hin und her schwankt. Sie fungieren somit als »Leuchttürme« einer Galaxie. Denn aufgrund ihrer enormen Leuchtkraft können sie sogar in weit entfernten Galaxien beobachtet werden – dies hatte schon Edwin Hubble um 1920 entdeckt.
    Unser nächster Stern-Nachbar ist der kleine, sehr kühle Zwergstern Proxima Centauri im Sternbild Zentaur. Er ist »nur« 4,2 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Und nebenan befindet sich das Alpha- Centauri-System. Bei diesem System handelt es sich um ein Doppelsternsystem, das aus zwei sonnenähnlichen Sternen besteht. Sie befinden sich ca. 4,3 Lichtjahre weit von uns entfernt. 60% aller Sterne werden in Doppelsternsystemen geboren – Systeme wie das Alpha-Centauri-System sind also keine Seltenheit.
    Doppel- oder Mehrfachsysteme bestehen aus zwei oder mehr Sternen oder einem Stern und einem kompakten Objekt, wie einem Neutronenstern oder einem schwarzen Loch. Weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher sind so etwas wie exotischere Varianten von »Sternen«. Kapitel 4 befasst sich weiter mit diesen Objekten, denn strenggenommen sind sie keine Sterne, da sie lediglich die kompakten Überreste von Sternen mit unterschiedlichen Massen sind und selbst keine Kernfusion betreiben.
    Aufgrund ihrer Anziehungskraft sind diese Doppelsternsysteme aneinander gebunden und kreisen umeinander. Wenn die Sterne dabei weit voneinander entfernt sind, kreisen sie mitunter für Milliarden Jahre auf ihren Bahnen friedlich vor sich hin. Kreisen sie jedoch relativ nah auf einer engeren Bahn um ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt, kann es zu gravitationsbedingten Interaktionen kommen. Bei solchen Sternpaaren kommt es oft zu Massenaustausch, bei dem der jeweils massereichere Primärstern Teile seiner äußeren Hülle an den masseärmeren Partner abgibt. Diesen Austausch von Materie zwischen zwei Sternen könnte man als kosmische »Love Story« betrachten, Details dieser Vorgänge sind in Kapitel 5 ausgeführt. Befindet sich der Primärstern in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium, besitzt er eine leicht veränderte chemische Oberflächenzusammensetzung im Vergleich zum Sekundärstern. Durch den Massentransfer verändert sich somit auch die Oberflächenzusammensetzung des Sekundärsterns.
    Die schon von Angelo Secci vor 1900 gefundene Spektralklasse der Kohlenstoffsterne kann auf eine solche Übertragung von Sternmaterie auf einen masseärmeren Begleitstern in einem Doppelsternsystem zurückgeführt werden. In der Hülle des weit entwickelten Primärsterns kann es alle 10 000 Jahre in einem sogenannten »Helium-Shell-Flash« zu explosivem Heliumbrennen kommen. Durch Konvektion wird der dabei entstandene Kohlenstoff (zusammen mit anderen Elementen) an die Sternoberfläche transportiert. Der Primärstern erscheint danach als »klassischer« Kohlenstoffstern. Wird dieser Riesenstern aber von einem masseärmeren Begleiter eng umkreist, kann es vorkommen, dass der Riesenstern durch seine Ausdehnung nach dem Flash seine Hülle mitsamt dem Kohlenstoff an seinen Begleiter abgibt, der hierdurch dann zum »nicht-klassischen« Kohlenstoffstern wird.
    Die Sterne, die wir am Himmel sehen, sind meist Einzelsterne oder Sterne, die sich in einem Doppelstern- oder Mehrfachsystem befinden. Im Unterschied dazu gibt es aber auch viele Sterne, die in Sternhaufen auftreten. So sind z.B. die bekannten »Plejaden« ein offener Sternhaufen, der aus ca. 500 Sternen besteht. Die fünf bis zehn hellsten Sterne sind mit bloßem Auge im Sternbild Stier zu erkennen und machen das berühmte »Siebengestirn« aus. Neben diesen jüngeren offenen Haufen gibt es noch die sogenannten Kugelsternhaufen, die aus ca. einer Million Sterne bestehen. Diese riesigen Gebilde sind generell sehr alt, ca. 10–12 Milliarden Jahre, und befinden sich in äußeren Teilen der Milchstraße. Obwohl die meisten der Einzelsterne selbst nicht besonders leuchtkräftig sind, erscheinen die Kugelsternhaufen aufgrund ihrer vielen Mitglieder dann doch relativ hell am Himmel. Mit kleinen Amateurteleskopen können viele als leicht unscharfe Kugeln beobachtet werden.
    Natürlich gibt es im Universum eine riesige Bandbreite von jungen und