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Dieser seltsam geformte Nebel ist das Überbleibsel einer Supernova-Explosion, die vor 11.000 Jahren stattfand. So enden große Sterne.
Dieser seltsam geformte Nebel ist das Überbleibsel einer Supernova-Explosion, die vor 11.000 Jahren stattfand. So enden große Sterne.(Foto: picture alliance / dpa)

Frage & Antwort, Nr. 254: Warum leben große Sterne kürzer?

Von Andrea Schorsch

Ich habe gehört, dass große Sterne kürzer leben als kleinere. Warum ist das so? Wie lange leben Sterne im Allgemeinen überhaupt? Und was geschieht, wenn sie sterben? (fragt Max L. aus Ibbenbüren)

Sterne leben ewig. Oder zumindest beinahe. Sehr viele Sterne sind fast so alt wie das Universum selbst. Sie existieren seit mehr als zehn Milliarden Jahren. Und selbst die Sterne, denen nur ein kurzes Leben beschieden ist, bringen es immerhin noch auf einige Millionen Jahre. In denen leuchten sie dann auch noch besonders hell. Doch von vorn:

Die Entwicklung eines Sterns von der Gaswolke bis zum Weißen Zwerg oder der Supernova.
Die Entwicklung eines Sterns von der Gaswolke bis zum Weißen Zwerg oder der Supernova.

Sterne sind Gaskugeln. Sie bestehen zunächst überwiegend aus Wasserstoff. Im Innern eines Sterns ist es Millionen Grad heiß, und es geht dort sehr turbulent zu. Denn im Stern findet eine andauernde Kernfusion statt: Dort verschmilzt Wasserstoff zu Helium. Dieses Wasserstoffbrennen ist der Grund dafür, dass Sterne leuchten. Er gilt für kleine Sterne ebenso wie für große. Und trotzdem gibt es einen Unterschied:

"Die Schwergewichte unter den Sternen", erklärt Carolin Liefke vom Haus der Astronomie in Heidelberg gegenüber n-tv.de, "sind nicht nur groß, sondern auch besonders heiß und hell." Das ermöglicht es den Wissenschaftlern, von der Leuchtkraft eines Sterns auf seine Größe zu schließen. Je massereicher ein Stern ist, umso heller leuchtet er. Die Strahlungsleistung der massereichsten Sterne übertrifft die unserer Sonne um das Hunderttausend- oder gar Millionenfache.

Der Grund? "Die Schwergewichte sind besonders verschwenderisch mit ihrem Energievorrat", erklärt Liefke. Bei großen Sternen also ist der Wasserstoff schneller aufgebraucht. Das geht umso zügiger, je größer der Stern ist. Wie schnell genau, erzählt uns Andreas Burkert von der Universitäts-Sternwarte der LMU München: "Es gibt eine empirische Masse-Leuchtkraft Beziehung, die sagt, dass ein Stern, der doppelt so schwer ist, etwa zehn Mal mehr Energie durch seine Strahlung verliert."

Unsere Sonne: Sie wird erst Roter Riese und dann Weißer Zwerg, bevor sie als Schwarzer Zwerg gänzlich erlischt.
Unsere Sonne: Sie wird erst Roter Riese und dann Weißer Zwerg, bevor sie als Schwarzer Zwerg gänzlich erlischt.(Foto: picture alliance / dpa)

Zur Veranschaulichung zieht der Astrophysiker unsere Sonne heran: "Sterne mit der Masse unserer Sonne haben eine Lebensdauer von etwa zehn Milliarden Jahren", so Burkert. "Sterne mit zwei Sonnenmassen haben doppelt so viel Brennstoff wie unsere Sonne, aber sie verbrauchen ihn eben zehn Mal schneller. Daher ist ihre Lebensdauer nur ein Fünftel von der unserer Sonne – das heißt, etwa zwei Milliarden Jahre."

Sehr massereiche Sterne sind demzufolge entsprechend "kurzlebig". Sie sterben schon nach wenigen Millionen Jahren. Dafür jedoch strahlen sie zu Lebzeiten außerordentlich hell. Massereiche Sterne entstehen seltener als massearme. Und alle Sterne werden im Laufe ihres Lebens größer, heißer und heller. Unsere Sonne strahlt inzwischen rund 40 Prozent heller als bei ihrer Entstehung.

Wie weit die Lebenszeit eines Sterns bereits vorangeschritten ist, lässt sich an der Farbe erkennen, in der er leuchtet. Zeigt er sich in rötlichem Licht, ist sein Ende näher. Im Spätstadium werden Sterne nämlich zu Roten Riesen. "Zu einem solchen wird sich in einigen Milliarden Jahren auch unsere Sonne entwickeln", sagt Liefke.

Die Sterne blasen sich auf. Und dann sterben sie – ein jeder auf seine Weise. Und doch gibt es Gemeinsamkeiten: "Soviel wir wissen", erläutert Burkert, "explodieren alle Sterne am Ende ihrer Entwicklung. Sie schleudern die äußeren Hüllen hinaus in den Weltraum und damit auch den wertvollen Sternenstaub, aus dem sich Planeten und Leben bilden kann. Übrig bleibt der ausgebrannte Kern."

Während man bei der Explosion eines massearmen Sterns von planetarischem Nebel spricht, enden massereiche Sterne in einer spektakulären Supernova. "Die Beobachtungen von sterbenden Sternen gehören zu den schönsten Bildern des Universums", schwärmt Burkert. "Man denke zum Beispiel an den Helixnebel. Jede Sternexplosion ist einzigartig und jede schaut etwas anders aus. Ich wüsste gerne, wie unsere sterbende Sonne in fünf Milliarden Jahren aussehen wird."

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Quelle: n-tv.de

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