Die Entstehung der Sterne

Die Entstehung der Sterne

Durch Anklicken der Hubble-Aufnahmen erhalten Sie deren Großansicht.

Wir sind Bewohner einer Spiralgalaxie mit dem Namen Milchstraße. Im Sternbild Jungfrau hat das Hubble-Teleskop eine ähnliche Galaxie, NGC 4639, fotografiert.

Ein Bewohner dieser Welteninsel würde unsere Milchstraße ähnlich wahrnehmen: als ein Meer von etwa hundert Milliarden Sternen, von feurigen Gasnebeln durchzogen, die Geburtsstätten von Sternen sind und jeder dieser Sterne ist eine Sonne wie die unsrige.

Bei seinem Blick in unsere Milchstraße von innen her vermag das Hubble-Teleskop selbst dichte Sternhaufen in getrennte Lichtpunkte aufzulösen. Diese fremden Sonnen unterscheiden sich teilweise drastisch in Farbe und Helligkeit. Dennoch haben die Astronomen darin eine einfache Ordnung erkannt: sie wird bestimmt durch die anfängliche Masse eines Sterns und durch dessen Alter.

Sterne werden geboren aus Gaswolken, die von rußigem Staub dunkel gefärbt sind. Unter dem Druck der eigenen Schwere fallen die Wolken in sich zusammen und werden undurchsichtig. Einzelne Bereiche verklumpen sogar zu glühenden Gasbällen. Auf diese Weise entstehen Hunderte von Sonnen auf einmal. Diese frühen Phasen der Sternentstehung bleiben allerdings den Okularen des Hubble-Teleskops verborgen bis die jungen Sonnen sich mit überschwenglicher Energie aus Gas und Staub befreien. In gegensätzliche Richtungen schießen Gasfontänen, sogenannte Jets, aus jeder einzelnen Geburtsstätte. Wo die die Jets auf das umliegende Gas treffen und abgebremst werden, entstehen farbenprächtige Lichteffekte . Noch rätseln die Astrophysiker über den Beschleunigungsmechanismus - wahrscheinlich wirken hier starke Magnetfelder.

Bei diesem Objekt konnte Hubble genau von der Seite zuschauen: Die Babysonne liegt noch verborgen in einem flachen Materiestrudel, der nach wie vor ihre Masse vermehrt und aus dem beidseitig die Jets herausschießen. Die Forscher fragen sich: Erhält sich, wenn sich der Geburtsprozeß beruhigt hat, von dem Strudel womöglich eine flache Scheibe aus Gas und Staub, aus der sich einmal Planeten bilden werden?

Die Entstehung der Sterne

Kein Sternentstehungsgebiet ist uns so nah wie der Große Orionnebel; gleichwohl ist er 1,500 Lichtjahre entfernt. Dieses Mosaik aus 15 Einzelaufnahmen von Hubbles elektronischer Kamera zeigt den Zentralteil. Die Sterngeburt begann dort schon vor etwa einer Million Jahre. Inzwischen hat das Licht vieler junger Sterne die große Gas- und Staubwolke, aus der sie hervorgegangen sind, fortgeblasen bis auf kompakte Wolkenklumpen, welche einige der Sonnen direkt umgeben. Es fragt sich, ob das die Reste jener Materiestrudel sind, aus denen sie sich entwickelt haben und die wir Beobachter als flache Scheiben unter verschiedenen Winkeln sehen. Oder ob es sich eher um blasenförmige sogenannte Globule handelt, in deren Innerem sich neue Sterne erst noch bilden.

Zumindest eines in dieser Gruppe von Objekten ist eine flache Scheibe, auf die wir schräg von oben blicken. Sie ist reich an Staub und hebt sich dunkel von dem hellen Gas im Hintergrund ab. Im Zentrum leuchtet ein junger Stern - noch etwas rötlich, da sein Licht dünnere Staubschwaden passieren muß.

Dieses Objekt, der 'Frisbee' genannt, ist 17 mal so groß wie unser Sonnensystem. Kein Astronom zweifelt daran, daß wir in diesem Fall eine flache Scheibe genau von der Seite sehen. Aus solchen 'protoplanetaren' Scheiben können vielleicht einmal Planeten entstehen. Noch ungeklärt ist allerdings in wie vielen Fällen das tatsächlich der Fall sein wird.

So sieht das Hubble-Teleskop die Planeten Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto (Merkur und Erde hat Hubble nicht fotografiert). Alle Planeten umlaufen unsere Sonne in einer Ebene und in derselben Richtung. Das ist ein starkes Indiz für die Bildung unseres Planetensystems aus einer einzelnen protoplanetaren Scheibe - vor etwa 4,5 Milliarden Jahren.

Beta Pictoris, der zweithellste Lichtpunkt im Sternbild Maler, ist eine junge Sonne, die etwas weiter entwickelt ist als ihre Schwestern im Orion. Ein großer Zufall erlaubt diesmal einen noch perfekteren seitlichen Blick. Der sehr helle Stern selbst ist durch eine künstliche schwarze Maske abgedeckt. Die Scheibe erscheint sehr flach und ist - wie die Auswertung im Computer ergeben hat - im Innenbereich leicht verbogen. Die Astrophysiker führen das auf die Schwerkraftwirkung eines bereits entstandenen Planeten zurück.

Am Ende des Geburtsprozesses steht ein Sternhaufen. Die gelben Sterne in diesem Bild speisen ihre Existenz wie unsere Sonne durch die nukleare Verbrennung von Wasserstoff. Die helleren von ihnen sind größer und schwerer. Die Lebenszeit der Sterne ist unterschiedlich lange. Ein Stern so schwer wie unsere Sonne vergeht nach etwa 10 Milliarden Jahren, schwerere altern schneller, jüngere langsamer.

Wenn Sterne sterben

In gut fünf Milliarden Jahren bläht sich unsere Sonne zu einem Roten Riesen auf. Die Erde geht dann in der sengenden Glut unseres Zentralgestirns unter. Dies geschieht, sobald im Zentrum der Sonne aller Wasserstoff zu Helium verbrannt ist. Dann kollabiert der Kern und heizt sich auf. Hitze und der Druck wachsen von innen ins Ungeheure bis die äußeren Schichten der Sonne weggeschleudert werden. Sie bildet dann einen 'Planetarischen Nebel' aus. Die Hubble-Aufnahmen solcher Himmelskörper zeigen die Zukunft aller Sterne mit der maximal achtfachen Masse unserer Sonne.

Mit einer Geschwindigkeit von fast hunderttausend Kilometern pro Stunde bläst der gewaltige Strahlungsdruck die Hülle in den interstellaren Raum. Doch nicht überall gleichmäßig; deshalb bilden sich asymmetrische Strukturen aus.

Der Name 'Planetarischer Nebel' beruht auf einem Irrtum von Astronomen des 18. Jahrhunderts. Mit den Fernrohren von damals waren diese Explosionen nur als kleine farbige Scheiben sehen. Da diese durchs Fernrohr den Planeten ähnelten, hielt man sie tatsächlich für Planeten. Damals wußten die Himmelsforscher noch nichts von sterbenden Sonnen.

Das ultraviolette Licht, das ein zusammenfallender Sternrest ausstrahlt, bringt die fortfliegende Hülle zum Leuchten - wie Gas in einer Neonröhre. Die verschiedenen Farben im Gas der Planetarischen Nebel entstehen durch die verschiedenen chemischen Elemente, aus denen die Hülle besteht.

Die 'Wattebällchen' entstehen dort, wo der immer noch vom Zentralstern fortströmende Wind auf dichtere Bereiche der Hülle trifft. Ein Planetarischer Nebel existiert etwa hunderttausend Jahre. Danach löst sich die Hülle im Weltraum auf und wird Bestandteil der interstellaren Materie.

Es gibt auch ähnliche Phänome, deren Ursachen bisher nicht geklärt sind. Eta Carinae, ein Stern im Sternbild 'Schiffskiel' mit etwa der hundertfachen Sonnenmasse. Im Jahre 1843 erschien er als zweithellster Fixstern am Himmel. Ein alter Stern ist dort jedoch nicht explodiert. Womöglich handelt es sich dabei auch um einen Stern in dessen jugendlicher Sturm- und Drang-Phase. Die Hubble Aufnahme zeigt, wie stark bewegt die Explosionswolke selbst heute noch ist.

Auch Sterne, die mehr als achtmal so schwer sind wie die Sonne, stoßen am Ende ihrer nuklearen Laufbahn die Hülle ab - jedoch explosionsartig. Die Energie eines solchen Kernkollaps entlädt sich in einer gigantischen 'Supernova'! Die Hülle fliegt mit der ungeheuren Geschwindigkeit hundert Millionen km/h davon. Das Bild zeigt eine Explosion, die sich 1987 in der Großen Magellanschen Wolke ereignet hat.

Die Explosion, aus der dieser verschlungene Nebelfetzen rührt, liegt ebenfalls lange zurück. Vielleicht haben vorgeschichtliche Menschen den hellen Lichtpunkt der Supernova im Sternbild 'Schwan' vor 50 000 Jahren bemerkt. Das scharfe Auge von Hubble erweist, welche Dynamik noch heute in diesem Nebel steckt. Doch nach astronomischen Begriffen dauert es nur kurze Zeit, bis auch diese Sternreste sich im Weltraum verteilt haben werden.

Im Jahre 1054 haben chinesische Hofastronomen einen 'neuen Stern' im Sternbild Stier beschrieben, der so hell strahlte, daß er sogar tagsüber zu sehen war. Tatsächlich hatten sie eine Supernova beobachtet. Heute befindet sich an dieser Stelle der aus jener Explosion entstandene 'Krebsnebel'. Und noch immer fliegt die Hülle der früheren Sonne auseinander.

Das Hubble-Teleskop konnte über einen Zeitraum von einigen Monaten deutliche Veränderungen im Zentrum des Nebels erkennen. Hier ist der Kern der früheren Sonne zu sehen. Er ist zu einem extrem kompakten Neutronenstern geworden, dessen energiereiche Strahlung noch immer die inneren Bereiche der Hülle beschleunigt.

Massive Sonnen enden als Neutronensterne. Und von unserer Sonne wird, nachdem sie in der Pracht eines Planetarischen Nebels aufgeleuchtet ist, ein weißer Zwerg zurückbleiben - nahezu hunderttausend Grad heiß. Und seine Wärme wird ausreichen, um noch Milliarden Jahre zu strahlen.

Es reiht sich ein blaues Pünktchen unter die gelb leuchtenden Sterne, und irgendwo anders, in den Weiten des interstellaren Raumes, trifft das Gas und der Staub der fortgeblasenen Sonnenhülle auf die Überreste anderer Sterne. Es ballt sich eine Gaswolke zusammen, die von rußigem Staub dunkel gefärbt ist. Unter dem Druck der eigenen Schwere fällt die Wolke in sich zusammen und wieder wird ein neuer Stern geboren.