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LEXIKON

Stern

Astronomie
im alltäglichen Sprachgebrauch ein Himmelskörper, der dem bloßen Auge als punktförmige Lichtquelle erscheint; astronomisch Sammelbezeichnung für alle Himmelskörper, die als abgegrenzte, meist kugel- oder ellipsoidförmig gestaltete Massenaggregate erscheinen (Fixsterne, Sonne, Planeten, Monde). Sterne im engeren Sinne sind die Fixsterne, selbstleuchtende Gaskugeln zu denen auch die Sonne gehört. Der nächstgelegene Stern außerhalb des Sonnensystems ist Proxima Centauri in 4,2 Lichtjahren Abstand. Der hellste Stern, der von der Erde aus beobachtet werden kann, ist der 8,6 Lichtjahre entfernte Sirius, der Hauptstern im Sternbild Großer Hund. Alle mit bloßem Auge erkennbaren Sterne, etwa 5500, gehören dem Sternsystem der Milchstraße an.
Stern: Hellste Sterne (Auswahl)
Die hellsten Sterne
NameAbstand (in Lichtjahren)scheinbare Helligkeitabsolute Helligkeit
Sirius A8,61,m46+1,m4
Canopus1120,00,728,5
Arktur360,060,3
Alpha Centauri A4,30,01+4,4
Wega26,5+0,04+0,5
Kapella45,0+0,050,7
Rigel900,0+0,146,8
Prokyon A11,2+0,37+2,6
Beteigeuze310,0+0,415,5
Achernar185,0+0,511,0
Beta Centauri1490,0+0,635,1
Atair16,5+0,77+2,2
Alpha Crucis1370,0+0,834,0
Aldebaran68,0+0,860,2
Spika275,0+0,913,6
Antares520,0+0,924,5
Pollux35,0+1,16+0,8
Formalhaut22,6+1,19+2,0
Deneb1825,0+1,266,9
Beta Crucis490,0+1,284,6
1 in unseren Breiten nicht sichtbar
Astronomie: Geschichte
Wichtige Daten zur Geschichte der Astronomie
v. Chr.
um 500Die Pythagoreer lehren den Umlauf der Erde um einen zentralen Himmelskörper
um 430Kalenderreform des Meton (Lunisolarjahr)
382Demokrit erklärt die Milchstraße als eine Anhäufung von Sternen
374Mathematisch-astronomische Schule des Eudoxos
289Aristarchas ermittelt Entfernung und Größe von Sonne und Mond
288Eratosthenes berechnet den Erdumfang recht genau auf 39 816 km
131Hipparchos stellt 1008 Fixsterne in einem Sternkatalog zusammen
n. Chr.
153Geozentrisches Weltsystem des Claudius Ptolemäus
1250Planetentafeln des Alfons X. von Kastilien
1460Erste deutsche Sternwarte in Nürnberg (Regiomontanus)
1543Begründung des heliozentrischen Planetensystems durch N. Kopernikus
1572Tycho Brahe beobachtet eine Supernova
1582Papst Gregor XIII. verbessert den Kalender (gregorianischer Kalender)
1609J. Kepler stellt das 1. und 2. Kepler'sche Gesetz auf; 1618 folgte das 3. Gesetz
1610Entdeckung der Jupitermonde, der Sonnenflecken und des Phasenwechsels der Venus durch G. Galilei
1647Mondkunde („Selenographia“) von J. Hevelius
1656C. Huygens erklärt den Bau des Saturnringes und entdeckte den ersten Saturnmond
1676Berechnung der Lichtgeschwindigkeit aus einer Verfinsterung der Jupitermonde (O. Römer)
1679Erstes Sternverzeichnis des Südhimmels von E. Halley
1687Gravitationsgesetz von I. Newton
1728Entdeckung der Aberration des Lichtes (J. Bradley)
1755Theorie über die Entwicklung des Sonnensystems von I. Kant
1781Entdeckung des Uranus durch F. W. Herschel
1796Theorie der Entstehung des Sonnensystems von P. S. Laplace
1821/35Begründung der Fixsternastronomie durch F. W. Bessel
1843Periodizität der Sonnenflecken (H. Schwabe)
1846Entdeckung des Neptun durch J. G. Galle aufgrund von Angaben Leverriers
1852/62„Bonner Durchmusterung“ (F. W. Argelander)
1877Entdeckung der „Marskanäle“ durch G. V. Schiaparelli
1913Veröffentlichung des Hertzsprung-Russell-Diagramms
1917Bestimmung der Entfernung des Andromedanebels durch H. D. Curtis
1919Ablenkung eines Lichtstrahls durch die Sonne (Bestätigung der Allgemeinen Relativitätstheorie, A. Eddington)
1929Nachweis der Ausdehnung des Weltalls aus der Flucht der Spiralnebel (E. P. Hubble)
1930Entdeckung des Planeten Pluto durch C. W. Tombaugh
1931Messung von Radiostrahlen aus dem Weltall (K. G. Jansky)
1946Beginn der großartigen Entwicklung der Radioastronomie
1952J. H. Oort stellt die Spiralstruktur eines Teiles der Milchstraße fest
1958Entdeckung des Strahlengürtels, der die Erde umgibt (Van Allen)
1962Die US-amerikanische Venussonde Mariner 2 erreicht die Venus am 14. Dezember
1963Entdeckung der Quasare
1965Die US-amerikanische Marssonde Mariner 2 übermittelt Einzelheiten der Marsoberfläche
1965Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung durch A. Penzias und R. Wilson
1966Sowjetische Sonde Luna 10 als erster künstlicher Mondsatellit
1967Entdeckung des ersten Pulsars durch A. Hewish
1969Die Mondfähren von Apollo 11 und 12 landen auf dem Mond
1975Start der Raumschiffe Viking 1 und 2, die auf dem Mars landen
1977Start der Sonde Voyager 1 und 2, deren Flug über Jupiter (1979) und Saturn (1980) zu Uranus (1986) führt; Entdeckung von neun Uranusringen
1978Entdeckung des Pluto-Mondes Charon durch J. W. Christy
1979Entdeckung eines schwachen Rings um Jupiter
1986Erforschung des Halley'schen Kometen durch die europäische Sonde Giotto; Entdeckung einer Supernova in der Magellan'schen Wolke
1988US-amerikanische Astronomen entdecken ein 15 Mrd. Lichtjahre entferntes Sternsystem, das damit die bis dahin fernste bekannte Galaxis ist
1989Start des Satelliten Hipparcos, der die Positionen von 120 000 Sternen präzise vermessen soll; Voyager 2 sendet Bilder von Neptuns Ringsystem und verlässt nach zwölfjähriger Reise unser Planetensystem
1990Das Hubble-Weltraumteleskop und der Röntgensatellit ROSAT werden auf Umlaufbahnen gebracht
1993Erfolgreiche Reparatur des Hubble-Weltraumteleskops im Orbit
1994Einschlag der Bruchstücke des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf Jupiter
1995Die 1989 gestartete US-amerikanische Raumsonde Galileo erreicht im Dezember das Jupitersystem
1995/96Entdeckung der ersten Planeten um sonnenähnliche Sterne
1997Landung der US-amerikanischen Raumsonde Mars Pathfinder auf dem Mars
1997Start der Saturnsonde Cassini
1998Die US-Raumsonde Lunar Prospector findet deutliche Spuren von Wassereis auf dem Mond
1999Die Europäische Südsternwarte entdeckt ungewöhnlich lithiumreichen Sternriesen
2000Wissenschaftler der Europäischen Südsternwarte entdecken mit dem VLT (Very Large Telescope) eine 70 Mio. Lichtjahre entfernte Galaxie mit rund 4000 Mrd. Sternen
2001Landung der NASA-Raumsonde NEAR Shoemaker auf dem Asteroiden Eros
2003Letzter Funkkontakt mit der 1972 gestarteten Raumsonde Pioneer 10 in 12,2 Mrd. km Entfernung; Entdeckung des Planetoiden Sedna
2004Die Landeroboter Opportunity und Spirit finden Beweise für die frühere Existenz von flüssigem Wasser auf dem Mars; Forscher entdecken in der Milchstraße einen 77 000 Lichtjahre langen fünften Spiralarm
2005Landung der Huygens-Sonde auf dem Saturnmond Titan; Entdeckung von zwei kleinen Pluto-Monden mit dem Hubble-Weltraumteleskop; Hayabusa, eine japanische Raumsonde, sammelt Materialproben des Asteroiden Itokawa ein, die zur Erde gebracht werden
2006Die Rückkehrkapsel der Raumsonde Stardust bringt erstmals Staub aus der Koma eines Kometen (Wild 2) zur Erde; Pluto verliert durch die neue Planetendefinition der IAU seinen Status als Planet und wird als Zwergplanet klassifiziert
2007Entdeckung des ersten Dreifach-Quasars; Entdeckung des ersten erdähnlichen Planeten in 20 Lichtjahren Entfernung (Gl581 c)
2009Internationales Jahr der Astronomie
2010Die Raumsonde Hayabusa schickt in einer Kapsel Bodenproben vom Asteroiden Itokawa zur Erde
2011Die Raumsonde Messenger schwenkt in eine Umlaufbahn um Merkur ein
Sterne bilden sich als Verdichtungen in der sehr dünnen interstellaren Materie. Unter dem Einfluss der Gravitation kontrahiert die zunächst als Protostern bezeichnete verdichtete Wolke. Die Gesamtdauer der Kontraktion hängt von der Masse der schließlich entstehenden Sterne ab. Während bei massereichen Sternen die Kontraktionsdauer nur etwa 10 000 Jahre betragen dürfte, sind es bei Sternen mit Sonnenmasse rund 30 Mio. Jahre, bei masseärmeren sogar über 100 Mio. Jahre. Auch die endgültige Temperatur ist massenabhängig. Protosterne mit weniger als 0,08 Sonnenmassen erreichen die kritische Zündtemperatur für die Kernfusion erst gar nicht, sie kühlen langsam wieder ab und enden als braune Zwerge. Bei Protosternen mit mehr als 0,08 Sonnenmassen steigen durch das Zusammenziehen die Temperatur und die Dichte im Innern immer weiter an, bis schließlich bei Temperaturen über etwa 10 Mio. Kelvin Kernfusionsprozesse einsetzen und die dabei freigesetzte Energie ins Universum abgestrahlt wird. Mit dem Einsetzen der Kernfusion wird der Stern durch ein Gleichgewicht zwischen der Gravitation und dem nach außen gerichteten Gasdruck sowie dem Strahlungsdruck stabil gehalten.
Die weitere Entwicklung des Sterns wird durch das Hertzsprung-Russell-Diagramm beschrieben. Sterne, die im Gleichgewicht sind, erscheinen auf der Hauptreihe dieses Diagramms. Wie lange sie in diesem Zustand bleiben, hängt von ihrer Masse ab. Durch die Kernreaktionen im Stern entsteht zunächst aus jeweils vier Wasserstoffkernen (Protonen, 1H) ein Heliumkern (Alphateilchen, 4He). Für die massereichsten Sterne endet dieses sog. Wasserstoffbrennen schon nach wenigen 100 000 Jahren, während ein typischer massearmer Stern wie die Sonne mehrere Mrd. Jahre auf der Hauptreihe verbleibt. Ist der Wasserstoff verbraucht, lässt die Energieerzeugung im Kern des Sterns nach. Als Folge kontrahiert der Stern erneut. In dieser Entwicklungsphase können in Sternen mit mehr als etwa 0,5 Sonnenmassen Zentraltemperaturen von weit über 100 Mio. Kelvin erreicht werden. Es kommt dann zum sog. Heliumbrennen und damit zum Aufbau von noch schwereren Atomkernen. Am wichtigsten ist dabei zunächst der Drei-Alpha-Prozess, die Umwandlung von drei Heliumkernen zu einem Kohlenstoffkern (12C), die über einen instabilen Berylliumkern (8Be) als Zwischenstufe abläuft. Durch Einfang weiterer Heliumkerne entsteht aus 12C das stabile Sauerstoffisotop 16O und mit sehr kleinem Wirkungsquerschnitt aus 16O das stabile Neonisotop 20Ne. Ist das Helium verbraucht, setzt in Sternen mit mehr als rund 4 Sonnenmassen nach einer Kontraktionsphase das sog. Kohlenstoffbrennen ein, das die Elemente Sauerstoff, Neon und Magnesium liefert. In Sternen mit mehr als etwa 8 Sonnenmassen könnnen alle Elemente bis hin zum Eisenisotop 56Fe entstehen. Schwerere Elemente werden in Einfangprozessen von Neutronen oder Protonen und nicht mehr durch Fusionsprozesse gebildet.
Je nach Masse werden die Sterne auf unterschiedliche Weise zu roten Riesen oder Überriesen. Sterne im Stadium des roten Riesen brennen schließlich in einigen Mio. Jahren aus, fallen durch Einfluss der Schwerkraft in sich zusammen, und es entsteht ein weißer Zwerg. Bei einer Endmasse von über 1,44 Sonnenmassen kann auch ein extrem kompakter Neutronenstern am Ende der Entwicklung stehen. Bei noch größerer Masse kann es zu einem so starken Schwerkraftkollaps kommen, dass der Stern in einer außerordentlich hellen Supernova explodiert. Auch hier endet der Prozess beim Neutronenstern, der in bestimmten Fällen als Pulsar beobachtet werden kann. Theoretische Überlegungen ergeben, dass der Schwerkraftkollaps bei ganz besonders massereichen Sternen zu einem extrem dichten Endzustand, dem schwarzen Loch, führt. Die Sterne im Weltall gehören verschiedenen Entwicklungsstadien an, die durch die Spektralklassen beschrieben werden. Außerdem unterscheidet man noch veränderliche Sterne und Doppelsterne. Sterne schließen sich gelegentlich zu Galaxien (Spiralgalaxie) wie unserer Milchstraße u. zu Sternhaufen zusammen.
Perseus
Doppelsternhaufen
Doppelsternhaufen im Sternbild Perseus
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