Steern (Astronomie)

Steern (lat. stella oder astrum; ohdt. sterno) is in de Astronomie de Beteken för en Gaskugel, de riek an Masse is un vun sülvst lüchten deit. In’n allgemenen Spraakbruuk warrt aver tomeist all Himmelskörpers as Steern betekent, de as Punkt an’n Himmel to sehn sünd.^[1] To dat wichtigste Weten vun de modernen Astronomie tellt, dat meist all Lichtpunkten an’n Nachthimmel Fixsteerns sünd, de wiet weg sünd vun de Eer.

Översicht

De meisten Steerns bestaht ut hitt (gasförmig) Plasma, dat Strahlenenergie bargt, de binnen den Steern dör Karnfusion tüügt warrt. To de Steerns tellt aver ok to’n Bispeel Witte Dwargsteerns oder Neutronensteerns, wat kumpakte Endtostännen in de Steernentwickeln dorstellt, bi de keen Karnfusion mehr aflöpt, man blots noch Strahlen dör jemehr Restwarms afgeven warrt.

De Steern, de uns Eer an’n neegsten is un de ok an’n besten utforscht is, is de Sünn, de den Middelpunkt vun uns Sünnsystem dorstellt. Ahn de Warmsstrahlen vun de Sünn weer Leven op de Eer nich mööglich. Noch in’t Middelöller weer nich kloor, dat de Sünn en „normalen Steern“ is, man eenige antike Naturphilosophen hebbt sik al dacht, dat de Sünn hitter wesen müss as’n Steen, de gleiht.

De Sünn is de eenzige Steern, op den man vun de Eer ut Strukturen kennen kann. De annern Steern sünd meist all to wiet weg dorför: Mit de optischen Instrumenten, de wi vundaag hebbt, sünd se blots as Punkten to sehn oder, nipp un nau seggt, as Böögschieven. Blots Överresen, de teemlich neeg staht, as Beteigeuze oder Mira, künnen mit de modernsten Teleskopen al as richtige Schiev dorstellt warrn sogors mit resenhafte Sünnplacken dorop.

Fröher weer de Begreep Fixsteern (wat also en fasten Steern is) begäng to’n Afgrenzen gegenöver de Wannelsteerns, de vundaag as Planeten, un de Steertsteerns, de vundaag as Kometen betekent warrt. Man, ok Fixsteerns sünd nich richtig fast, se hebbt en meetbore Egenbewegen an’n Himmel, wenn ok bannig langsom. Aver dat föhrt dorto, dat in 10.000 Johren enige vun de hüütigen Steernbiller kuum mehr to kennen wesen warrt.

Blots mit dat Oog alleen sünd an de vullstännige Himmelskugel ruchwe 2.000 bit 6.000 Steerns to sehn afhangig dorvun, wovun Gööd de Luft hett. Sehn kann en de blots as Punkten ahn Struktur, man de Steerns deckt en groot Rebeet nich blots vun de Afstännen to de Eer, man ok vun Temperaturen, Lüchtkraft, Dichten, Volumen un vun Levensduern af. De buteren Schichten vun Rode Resensteerns künn man na de Kriterien vun de Technik op de Eer as Vakuum beteken, wiel dat Binnere vun Neutronensteerns so dicht is as’n Atomkarn, so dat en Teelepel dorvun ruchweg 10.000 Tünnen swoor weer. Steerns wiest aver faken ok vele Strukturen binnen in op.

Steerns ut de Sicht vun de Minschen

De Steerns hebbt in all Kulturen en bedüdsome Rull speelt un de Vörstellen un Fantasie vun de Minschen anregt. In Astralkulten weern se religiöös interpreteert, harrn jemehr Bedüden bi’t Utklamüstern vun Klenners un weern later ok as Navigatioonssteerns bruukt. De Naturphilosophen in de Antike hebbt sik dat so vörstellt, dat de Fixsteerns ut Steen besteiht, de so hitt is, dat he gleiht. En normal Kahlenfüer schien jem för de Hitt bi den groten Afstand nich noog. Man, dat Steerns blots ut Gas bestaht, is eerst för ruchweg 300 Johren rutfunnen worrn – to’n Bispeel dör de verschedenen Düden vun de Sünnplacken – un dör de Spektralanalys, de in’t 19. Johrhunnert opkamen is. De eersten Hypothesen to’n Entstahn vun Steerns, de physikaalsch ok Hand un Foot harrn, kemen vun Immanuel Kant un Laplace. Se güngen beid vun en Oornevel ut, harrn aver ünnerscheedliche Vörstellen dorvun, woans sik dorut en Steern billt. Beide Theorien warrt aver faken as Kant-Laplace-Theorie tosamenfaat.

Steernbiller un Steernbeteken

Steerns warrt to Biller tosamenfaat, dat een sik lichter orienteeren kann. De in’n westlichen Kulturkreis bekannten Steernbiller gaht to’n Deel op de Babylonier un dat antike Grekenland torüch. De twölf Sternbiller vun’n so nöömten Deerkreis billt bito de Grundlaag för de Astrologie. Man, vun wegen de Präzession sünd de Steernbiller vundaag gegen de astroloogschen Deerkreisteken ruchweg üm een Bild schaven. Vele vun de hellen, bekannten Steern hebbt egene Naams kregen, so as Algol, Deneb, Regulus oder Sirius. Disse Naams stammt tomeist ut de araabschen oder de latienschen Spraak.

Af üm un bi 1600 sünd de Steernbiller ok in de Astronomie bruukt worrn, üm Objekten in de enkelten Rebeden mit Naams to kennteken. En vundaag noch verbreedt System för de Naams vun de hellsten Steerns in en Steernbild geith op de Steernkorten vun den düütschen Astronomen Johann Bayer torüch. Disse Bayer-Beteken besteiht ut en greekschen Naam achter den de Genitiv vun’n latienschen Naam vun dat Steernbild steiht. Op de Oort warrt to’n Bispeel de tweethellste Steern vun’t Steernbild Bull as β Tauri betekent. En System, dat jüst so gieht, is dör den britischen Astronom John Flamsteed inföhrt worrn. De Flamsteed-Beteken vun en Steern warrt ut en vöranstellte Tall, de mit tonehmen Rektaszension stiegen deit, un ok wedder den latienschen Genitiv billt (to’n Bispeel 27 Tauri). Disse Flamsteed-Beteken warrt faken bruukt, wenn dat för en Steern keen Bayer-Beteken gifft. De meisten Steerns warrt aver blots dör en Tall in en Steernkataloog identifizeert.

Dat gifft en Reeg vun Firmen un sogor Steernwachten, de anbeden doot, Steerns na Lüüd to nömen, wenn se dorför wat betahlt. Man, solke Naams warrt blots vun de Firma, de den Naam registriert, un vun den Kunnen sülkvst acht. Dorgegen hett de Internatschonale Astronoomsche Union (IAU), de offiziell för’t Nömen vun Steerns tostännig is, dit Vörgahn düütlich vun sik wiest.

De Bewegen vun Fixsteerns

In’n Verloop vun een Dag dreiht sik de Eer eenmol üm sik sülvst un in’n Verloop vun’t Johr butendem ok eenmol üm de Sünn. Dorüm ännert sik de Anblick vun’n Steernhimmel un sien Steernbiller mit de Tiet. Dorüm gaht över de Nacht hen jümmers wedder ne’e Steernbiller op un annere ünner, un över’t Johr ännert sik sik jümmers ok de Utsnitt vun’n Himmel, de to sehn is.

Wenn een op de Noordhalfkugel, as nöördlich vun’n Äquater, na Noorden kiekt, denn dreiht sik de Steernhimmel in de Nacht gegen den Klockenwiesersinn üm den Noordsteern. Wenn een na Süüden kiekt is de scheinbore Bewegen vun de Steerns jüst anners rüm, vun wegen dat de Bekieker nu annersrüm steiht. De Steerns bewegt sik also schienbor vun Oost na West. De glieke Richt gellt ok för’t hele Johr, man de Bewegen verlöpt veel langsomer. De Anblick is dorbi – afsehn vun de Positschoon vun’n Maand oder de Planeten – to’n Bispeel an’n 31. Oktober morgens Klock 4 nipp un nau de glieke as an’n 31. Dezember üm Middernacht oder an’n 2. März avends Klock 8. Dat heet, dat’n Schuven in de Klockentiet üm 4 Stünnen (en sösstel Dag) jüst so veel utmaakt as’n Schuven in’n Klenner üm ruchweg 60 Daag (en sösstel Johr).

För den Bekieker op de Süüdhalvkugel gellt: Wenn een dor na Süüden kiekt, dreiht sik de Himmel in’n Klockenwiesersinn üm sien Süüdpool, bi’n Blick na Noorden is dat denn wedder ümgekehrt. Ok för de Bewegen över’t Johr gellt wedder dat glieke.

Verdelen an’n Himmel

Bild vun’n Steern bi hoge Vergröttern (hier R Leonis in’n Afstand vun 330 Lj.). Blangen dat nich oplöste Bild vun’n Steern sünd de Böögschieven vun’n Punktborn to sehn.

De Seteern, de an’n neegsten to de Eer steiht un dorüm ok an’n besten utforscht is, is de Sünn. De neegste Fixsteern in’n klassischen Sinn is Proxima Centauri mit en Afstand vun 4,22 Lichtjohren. Mit en schienbore Helligkeit vun −1,46^m is Sirius de Fixsteern de Fixsteern, de na de Sünn an’n hellsten lüchten deit. All de Steerns, de een ahn optishe Redschoppen an’n Himmel sehn kann, höört to uns Galaxie. Dat sütt so ut, as weern se tomehrst an en Oort Band an’n Himel kunzentreert weern, dat as Melkstraat betekent warrt. Se stellt de Even vun de Galaxis dor.

Vun wegen jemehrn bannig groten Afstand seht de Steerns an Himmel as Lichtpunkten ut, de bi’t Afbilln dör dat Oog oder dör’n Teleskop to Böögschieven versmeert. Je grötter de Apertur is, ümso lütter sünd de Böögringen (as op dat Bild). Blots de beiden Resensteerns Beteigeuze un Mira, de teemlich dicht be de Eer staht, leegt mit Dörmeters vun ruchweg 0,03" an de Grenz vun’t Oplöösvermögen vun’t Weltruum-Teleskop Hubble un sünd dorin as en unstruktureerte Flach to sehn.

Wenn een de Steerns mit dat blote Oog bekieken deit, denn sütt dat ut, as wenn se blinkern doot. De Fackbegreep dorför is Szintillatschoon. De Oorsaak liggt in Turbulenzen in de Eerdatmosphäär, hett aver nix mit de Lüchtegenschoppen vun den Steern sülvst to doon. Wenn de Rahmenbedingen to’n Bekieken best mööglich sünd, kann een ahn Redschoppen Steern bit to de sössten Gröttklass wohrnehmen. An’n Steernhimmel vun de Eer sünd dat ruchweg 5.000 Steerns.

Steerns as physikaalsche Objekten

An sik is de Astronomie en physikaalsch Rebeet. In de letzten hunnert Johren sünd jümmer mehr physikaalsche Methoden dortokamen. En groten Deel vun dat hüütige Weten över de Steerns is ut theoreetsche Steernmodellen afleidt worrn. Jemehr Gööd warrt doran metehn, wo goot se mit de astronomschen Beobachten tosamenpassen doot. Anners rüm is dat Utforschen vun Steerns vun wegen de grote Tall vun Vörgang un Egenschoppen un de Mengde vun bedeeligte Parameters ok för de physikaalsche Grundlagenforschen vun grote Bedüden.

Rüümlich Verdelen un Dynamik vun de Steerns

Tomeist all Steern sünd Delen vun Galaxien, de wedder ut eenige Millionen bit to mehrere hunnert Milliarden Steerns opboet un sülvst in Galaxienhopens anordent sünd. Na’t Afschätzen vun Astronomen gifft dat in dat hele sichtbore Weltall ruchweg 100 Milliarden vun Galaxien mit tosamen ruchweg 70 Trilliarden (7·10²²) Steerns. Vun wegen de Gravitatschoon kreist de Steerns üm den Middelpunkt vun jemehr Galaxie mit Snelligkeiten üm un bi eenige Dutzen km/s, wobi se för een Ümloop tyypscherwies mehrere 100.000 bit 200 Millionen Johren bruukt (Galaktisch Johr). Dichter na’n Middelpunkt hen warrt de Ümlooptieten aver düütlich körter. Binnen en Galaxis sünd die Steern nich gliekmatig verdeelt, man se billt deelwies apene Steernhopens as de Plejaden oder Kugelsteernhopens, de sik in’t Halo vun Galaxien anfinnt. Butendem staht de Steern in’t galaktische Zentrum düütlich dichter tosamen as in de Randrebeden.

Tostandsgrötten vun de Steerns

Farven-Helligkeits-Diagramm, schemaatsch. De logarithmische Helligkeitsskala geiht över mehr as veer Teihnerpotenzen. Links is dat blaue un rechts dat rode Spektralrebeet. Dat intekente Linenfeld markeert de Spektralklassen B0 bit M0 un de Helligkeitsklassen Ia bit V.

Physikaalsch laat sik de Steerns mit wenige Tostandsgrötten meist vullstännig charakteriseeren. De wichtigsten dorvun warrt fundamentale Parameters nöömt. Dor höört:

Böverflachentemperatur
Swoorversnellen an de Böverflach,

un je na Tosamenhang

Radius
Dicht
Masse
Afsluute Helligkeit (Lüchtkraft)
Metallizität (Männichkeit vun cheemsche Elementen sworer as Helium)
Rotatschoonssnelligkeit
Egenbewegen

De Böverflachentemperatur, de Swoorversnellen un de Männichkeit vun de cheemschen Elementen an de Böverflach künnt ut dat Steernspektrum bestimmt warrn. Wenn de Afstand vun en Steern bekannt is, as to’n Bispeel dör Meten vun sien Parallaxe, kann de Lüchtkraft över de schienbore Helligkeit utrekent warrn, de dör Fotometrie meten warrt. Ut disse Informatschonen künnt denn ok de Masse un de Radius vun den Steern utrekent warrn. De Rotatschoonssnelligkeit v an’n Äquater kann nich direkt bestimmt warrn, man blots de projizeerte Kumponente $v\cdot \sin i$ mit de Bahnnegen i, welke de Utrichten cun de Rotatschoonsass beschrifft.

Mehr as 99 % vun all Steerns künnt eendüdig to en Spektralklass un to en Lüchtkraftklass toordent warrn. Disse Steerns fallt in teemlich lütte Rebeden vun dat Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) oder vun dat verwandte Farven-Helligkeits-Diagramm, wovun de Hööftreeg de wichtigste is. Dör’n Lieken mit bekannte Tostandsgrötten vun eenige Steerns gifft dat de Mööglichkeit, ok de Tostandsgrötten vun annere Steerns ut jemehr Positschoon in dat Diagramm aftoschätzen. Ut den Ümstand, dat sik meist all Steerns so licht inorden laat, wiest sik, dat Utsehn un Tostand vun Steerns blots vun wenige physikaalsche Prinzipien bestimmt warrt.

In’n Verloop vun sien Entwicklen bewegt sik en Steern in dat Hertzsprung-Russel-Diagramm. De Bahn, de en Steern dorbi in dat Diagramm beschrifft, warrt vör allen dör en eenzige Grött fastleggt, neemlich dör de Masse, de he bi sien Entstahn hett. De meiste Tiet blievt de Steern dorbi op de Hööftreeg, entwickelt sik den aver later to Rode Resen un ennt to’n Deel as Witte Dwargsteerns. Mehr dorto finnt sik wieter ünnen in’n Afsnitt to’t Steernentwickeln.

De Grötten vun de bekannten Planeten mit verschedene Steerns in’n Vergliek

Eenige Tostandsgrötten künnt Weerten över verscheden Gröttenorden innehmen. De Temperatur an de Böverflach vun Hööftregensteerns reckt vun ruchweg 2.220 K bit 45.000 K, jemehr Massen liggt twüschen 0,07 un 120 Sünnmassen mit Radien vun 0,1 bit 25 Sünnradien. Rode Resen sünd düütlich köler un künnt so groot warrn, dat de vullstännige Eerdbahn dorin Platz harr. Bi den Steern VY Canis Majoris weer sogor de Bahn vun’n Saturn dorin ünnerkamen. Witte Dwargen hebbt Temperaturen bit to 100.000 K, sünd aver blots so lütt as de Eer, liekers dat jemehr Masse mit de vun de Sünn to verglieken is. De Masse vun Steerns kann dör de Masse-Lüchtkraft-Relatschoon afschätzt warrn.

De Egenbewegen vun’n Steern is sien Snelligkeitsvekter in Betog op de Positschoon vun de Sünn. Tyypsche Egenbewegen leegt twüschen 10 un 100 km in de Sekunn. Tomeist is dat ok en Egenschop vun de Ümgegend vun’n Steern. Dat bedüüt, dat sik de meisten Steern in jemehr eigen Ümgegend in Roh befinnt. Dat kummt dorvun, dat Steern tomeist as Koppels ut grote Gaswulken tostannen kamt. Dör tofallige Vörgäng as to’n Bispeel dat Openeendrapen vun Steern in dichte Kugelsteernhopens oder möögliche Supernova-Explosionen in jemehr Gegend künnt Steerns överdörsnittlich grote Egensnelligkeiten kriegen. Disse Sterns warrt denn ok as Runaway Stars („Weglöpers“) betekent. Man de enkelten Snelligkeiten stiegt nich över Weerten vun wenige hunnert Kilometers in de Sekunn. De eerste Beobachten vun Steerns, de vun wegen jemehr hoge Snelligkeit ut de Melkstraat utneihn waart, sünd in de letzten Johren maakt worrn. Opstunns sünd ölven Steerns vun disse Oort bekannt. Se hebbt jemehrn Impuls to’n gröttsten Deel dör nege Drapens mit dat Swarte Lock in’n galaktischen Middelpunkt kregen.^[2]^[3]

Dat Entwickeln vun Steerns

Entstahn

’N groten Deel vun de Steerns is in’n fröhem Tostand vun’t Weltall vör mehr as 10 Milliarden Johren tostannen kamen. Aver Steerns billt sik ok vundaag noch. De normale Afloop vun’t Steernenstahn verlöpt ungefähr so:

Schemaatsche Översicht vun de Levensphasen vun’n Steern.

De Oorspung vun’n Steern is en Gaswulk, de vör allen ut Waterstoff besteiht un dör ehr egen Swoorkraft in sik tosamenfallt. Dat passeert, wenn de Swoorkraft starker warrt as de Gasdruck (Jeans-Kriterium). Dat kann to’n Bispeel utlöst warrn dör de Druckbülg vun en Supernova dicht bi, Dichtbülgen in de interstellaren Materie oder de Strahlendruck vun junge Steerns, de al enststahn sünd.
Wenn sik de Gaswulk wieter verdichten deit, kamt dorbi enkelte Globulen to stannen, dat sünd rüümlich drang afgrenzte Stoff- un Gaswulken, ut de denn de Steerns entstaht: Steerns kamt dorbi tomeist in Koppels tostannen, nich alleen. De Periood vun’t Tosamentehn duert tohopen üm un bi 10 bit 15 Millionen Johren.
Wenn de Globulen wieter kontraheert stiggt de Dicht an un dör de Gravitatschoonsenergie, de dorbi freesett warrt, ok de Temperatur (Viralsatz: de kineetsche Energie vun de Deelken is gliek de Temperatur). De fre’e Kollaps kummt to’n Stahn, wenn de Wulk in’t Farven-Helligkeits-Diagramm an de so nöömten Hayashi-Lien ankummt, de dat Rebeet afgrenzt, in dat överhaupt bestännige Steerns mööglich sünd. Dorna bewegt sik de Steern in’t Diagramm toerst an de Hayashi-Lien langs, bevör he sik op de Hööftreeg tobewegt. Dor sett denn dat so nöömte Waterstoffbrennen in, also de stellare Karnfusion vun Waterstoff to Helium dör den Bethe-Weizsäcker-Zyklus oder de Proton-Proton-Reakschoon. As Folg vun den Dreihimpuls vun de Globule billt sik dorut en Schiev, de üm den jungen Steern kreist, un worut de jümmer mehr Masse akkreteert. Ut so en Akkretschoonsschiev kann een oder ok mehrere Steern warrn un uk Planeten. Man, disse Phaas vun’t Steernentwickeln is noch nich goot utforscht. Ut de Even vun de Schiev warrt de Ekliptik. Bi’t Akkreteeren ut de Schiev billt sik ok in beide Richten vun de Poolassen Materie-Jets, de en Läng vun mehr as teihn Lichtjohren hebben künnt.

Steerns mit veel Masse kamt nich so faken tostannen as massearme Steerns. Dat warrt beschreven dör de oorsprünglichen Massenfunkschoon. Afhangig vun de Masse gifft dat veer verschedene Szenarien vun’t Steernentstahn:

Baven en sünnere Grenzmasse is dat wohrschienlich gor nich mööglich, datdör den Akkretschoonsvörgahn bestännige Steerns tostannen kamt, vun wegen dat disse Steerns al foorts so veel Steernwind produzeert, dat de Massenverlust grötter is as dat Towassen dör de Akkretschoon. Steerns vun disse Grött, as to’n Bispeel de Blauen Laatentwicklers (eng.: blue stragglers), kamt wohrschienlich dör Steernkollisionen tostannen.

Masserieke un somit hitte Steerns mit mehr as acht Sünnmassen teht sik vergliekswies gau tosamen. Wenn de Karnfusion tünnert hett, drifft de UV-rieke Strahlen de Globule ümto gau utenanner, so dat de Steern keen wietere Masse mehr akkreteeren kann. Dordör kamt disse Steerns teemlich gau op de Hööftreeg vun’t Hertzsprung-Russell-Diagramm. De swoorste Steern, de bit hüüt opdeckt worrn is, hett 114 Sünnmassen un liggt in’t Steernentwickelnsrebeet vun’n Emisschoonsnevel NGC 3603. He hett de Kortbeteken A1.
Steern twüschen 3 un 8 Sünnmassen maakt en Phaas dör, wiel de se as Herbig-Ae/Be-Steerns betekent warrt. Se bewegt sik in disse Phaas al op de Hööftreeg, akkreteert aver noch en Tiet lang wietere Masse.
Steerns mit wenig Masse twüschen 0,07 un 3 Sünnmassen blievt na’t Tünnern vun de Karnfusion noch eenige Tiet in jemehr Globule inbett un nemht wieter an Masse to. Se sünd in disse Tiet blots in’t infrarode Spektralrebeet to sehn. Wiel se sik op de Hööftreeg tobewegt dörloopt se de Phaas vun de T-Tauri-Steerns.
Gasobjekten twüschen 13 un 75 Jupitermassen (oder 0,07 Sünnmassen) entwickelt ok de nödige Temperatur, üm de Karnfusion to tünnern, in den Fall fusioneert aver nich de Waterstoff, man blots Lithium un Deuterium. Disse Objekten warrt as Brune Dwargen betekent un warrt na jemehr Masse twüschen de planetaarschen Gasresen (bit 13 Jupitermassen) un de Steerns inordent. In’t Gegendeel to Steerns kann de Fusionsenergie de Kontrakschoon vun’n Brunen Dwarg nich bestännig maken. Dorüm warrt se substellare Objekten nöömt.^[4]

Ut en Globule künnt ekelte Steerns tostannen kamen, man ok Dubbel- oder Mehrfacksteernsystemen. Wenn sik Steerns in en Koppel billt, kann dat ok vörkamen, dat de Steerns unafhangig vunenanner entstaht un dorna dör gegensietig Infangen Mehrfacksystemen billt. De Wetenschoppler vermoodt, dat ruchweg twee Drüddel vun all Steerns Deel vun en Mehrfacksystem sünd.

In de fröhen Tiet vun’t Weltall geev dat för de Steernentstahn blots Waterstoff un Helium. De Steerns ut disse Tiet warrt to de so nöömten Population III rekent, se weern to masseriek un dormit to kortlevig, as dat se bit vundaag överduern künnen. De nächste Generatschoon, de Populatschoon-II-Steerns gifft dat ok vundaag noch. Se sünd vör allen in’n Halo vun de Melkstraat to finnen, weern aver ok in de Neeg vun de Sünn nawiest. Steerns, de later entstahn sünd, bargt vun Anfang an ok ’n Andeel vun sworere Elementen, de in de fröheren Steerngeneratschonen dör Karnfusion tüügt worrn sünd un to’n Bispeel dör Supernova-Explosionen in de interstellare Materie freesett worrn sünd. Disse jüngeren Steern warrt as Populatschoon I betekent. De meisten Steerns in de Schiev vun de Melkstraat höört to disse Populatschoon. En Bispeel för en Rebeet, woneem Steerns tostannen kamt (H-II-Rebeet), is NGC 3603 in’t Steernbild Kiel in en Afstand vun 20.000 Lichtjohren.

Phaas vun de Hööftreeg

Hööftartikel: Hööftreeg

De wietere Verloop vun de Steernentwickeln warrt vör allen dör de Masse fastleggt. Je grötter de Masse vun en Steern is, üm so körter is sien Brennduer. De massrieksten Steerns verbruukt jemehrn helen Brennstoff in wenige hunnertdusend Johren. Dorbi överstiggt jemehr Strahlenleistung de vun de Sünn üm dat 100.000facke oder noch mehr. De Sünn hett dorgegen na 4,6 Milliarden Johren noch nich mol de Hälft vun ehr Phaas op de Hööftreeg achter sik. De massearmen roden Dwargsteerns entwickelt sik noch veel langsomer. As nu dat Universum eerst ruchweg 14 Milliarden Johren oolt is, hett vun de Steerns mit de wenigsten Massenoch keeneen de Hööftreeg wedder verlaten.

Blangen de Masse speelt aver ok de Andeel an swore Elementen en Rull. De wirkt sik nich blots op de Brennduer ut, man bestimmt ok, wat sik to’n Bispeel Magnetfeller billn künnt oder wo dull de Steernwind warrt, de in’n Verloop vun de Tiet ’n groten Massenverlust bedüden kann. De nafolgen Szenarien vun de wieteren Entwickeln beteht sik op Steerns mit Elementmännichkeiten as in de Sünn, de vör de meisten Steerns in de Schiev vun de Melkstraat gellt. In de Magellanschen Wulken to’n Bispeel, dat sünd twee Navergalaxien in de Neeg vun de Melkstraat, hebbt de Steerns en düütlich lütteren Andeel an swore Elementen.

Den gröttsten Deel vun jemehr Brennduer (ruchweg 90 % vun jemehr Levensduer) blievt de Steerns na jemehr Entstahn op de Hööftreeg. In disse Tiet warrt in jemehrn Karn gliekmatig Waterstoff to Helium versmölt. De sworeren Steern sünd dorbi hitter un heller un leegt in’t Farven-Helligkeits-Diagramm links baven. De lichteren Steerns staht rechts ünnen vun wegen de sieteren Temperatur un lütteren Lüchtkraft. In’n Verloop vun disse Hööftregenphaas warrt de Steern na un na grötter, heller un hitter un bewegt sik in Richt op de Resensteern to. Dat gellt ok för de Sünn, de vundaag üm un bi 40 % heller is, as to de Tiet as se sik billt hett.

De Karnfusion finnt dorbi in’t middlere Rebeet vun’n Steern statt, de blots wenige Prozent vun’t Samtvolumen utmaakt, aver meist de Hälft vun de Steernmasse bargt. De Temperatur liggt dor bi över 10 Millionen Kelvin. In dat Rebeet sammelt sik ok de Produkten vun de Fusion an. De Energietransport an de Böverflach vun den Steern duert mehrere hunnertdusend Johren. He geiht dör Strahlentransport, Warmsleiden oder Konvekschoon vör sik. Dat Rebeet, de Strahlen in den Weltruum afgifft, warrt as Steernatmosphäär betekent. Ehr Temperatur liggt bi mehrere dusend bit mehrere teihndusend Kelvin. En Steern mit 30 Sünnmassen hett to’n Bispeel tyypscherwies en Böverflachentemperatur vun 40.000 K. Dorüm gifft de meist blots UV-Strahlen af un blots ruchweg 3 % sichtbor Licht.

Late Phasen

Letzte Brennphasen

Wenn dat Waterstoffbrennen in’n Middelpunkt to Enn geiht, verlaat de Steerns de Hööftreeg. De wietere Entwickeln löpt för masserieke un massarme Steern bannig ünnerscheedlich af. As massearm warrt dorbi Steerns ansehn, de 2,3 Sünnmassen oder weniger hebbt.

Bi massearme Steerns mit bit to 0,3 Sünnmassen geiht de Fusion vun’n Waterstoff in en anwassen Schaal üm den verlöschten Karn wieter. Wenn an’t Enn ok dat so nöömte Schalenbrennen vörbi is, verlöscht disse Steerns vullstännig. De Temperatur nimmt binnen in denn af, so dat de Steern denn de Swoorkraft nageven un to Witte Dwargen kontraheert, de denn blots noch eenige dusend Kilometer Dörmeter opwiest. Dör dat Kontraheeren stiggt de Böverflachentemperatur toeerst bannig an, man in’n wieteren Verloop köllt de witten Dwargen af un ennt opletzt as swarte Dwargen.

De planetaarsche Nevel NGC 6537 (Rode-Spinn-Nevel)

Massearme Steern twüschen 0,3 un 2,3 Sünnmassen, so also ok de Sünn sülvst, warrt bi dat wietere Kontraheeren in’n Karn de Dicht un de Temperatur, de för’t Heliumbrennen nödig is. Bi’t Tünnern vun’t Heliumbrennen speelt sik in Sekunnen dramaatsche Vörgäng af, bi de de Leistungsümsatz in’n Karn op dat 100-Milliradenfacke vun de Sünnleistung anstiegen kann, ahn dat dorvun an de Böverflach wat to marken is. Disse Vörgäng bit to’n Stabiliseeren vun’t Heliumbrennen warrt as Heliumflash betekent. Bi’t Heliumbrennen warrt sworere Elementen bit to’n Suerstoff tüügt. Gliektietig finnt aver ok noch dat Waterstoffbrennen in en Schaal um den Karn statt. Dör dat Anwassen vun de Temperatur un de Strahlenleistung bläht sik de Steerns to Rode Resen mit tyypsche Dörmeter vun dat hunnertfacke vun de Sünn op. De buteren Hüllen vun den Steern warrt dorbi faken afstött un billt Planetaarsche Nevels. Opletzt verlöscht ok dat Heliumbrennen un de Steerns wannelt sik in Witte Dwargsteerns as dat baven beschreven is.

Masserieke Steerns twüschen 2,3 un 8 Sünnmassen hebbt na dat Heliumbrennen noch de Phaas vun’t Kohlenstoffbrennen, bi dat Elementen bit hooch na’t Iesen tostannen kamt. Iesen is sotoseggen de Steernasch, vun wegen dat dorut keen wietere Energie mehr wunnen warrn kann, nich dör Fusion un ok nich dör Karnsplitten. Dör den Steernwind oder ok dör Billn vun planetaarsche Nevels verleert disse Steern aver’n groten Deel vun jemehr Masse. Op de Oort kamt se wedder ünner de kritische Grenze för en Supernovaexplosion un wannelt sik denn ok wedder to en Witten Dawrg.

De Fleerlingsnevel wiest en bipolare Strukturen op

Massrieke Steerns mit mehr as 8 Sünnmassen verbrennt in de letzten Johrdusenden vun jemehr Levensduer in jemehrn Karn praktisch all lichteren Elementen to Iesen. Ok disse Steerns stööt ’n groten Deel vun jemehr Masse in de buteren Schichten as Steernwind af. De Nevels, de dorbi tostannen kamt hebbt oft bipolare Strukturen, as to’n Bispeel de Fleerlingsnevel (M2-9) in’t Steernbild Slangdräger. Üm den Karn billt sik binnen den Steern gleiktietig Schalen as bi’n Zibbel, in de verschedene Fusionsvörgäng aflopen doot. De Tostännen in de enkelten Schalen sünd dorbi bannig ünnerscheedlich. Dat schall an dat Bispeel vun en Steern mit 18 Sünnmassen dorstellt warrn, de de 40.000facke Sünnleistung un den 50facken Sünndörmeter hett:

Brennstoff (bzw. Fe)	Temperatur in Millionen Kelvin	Dicht (kg/cm³)	Brennduer
H	40	0,006	10 Millionen J.
He	190	1,1	1 Million J.
C	740	240	10.000 Johren
N	1.600	7.400	10 Johren
O	2.100	16.000	5 Johren
Si	3.400	50.000	1 Week
Fe-Karn	10.000	10.000.000	-

De Grenz twüschen dat Helium- un dat Kohlenstoffbrennen is betogen op den relativen Sprung vun de Dicht un de Tempratur to verglieken mit de Eerdatmosphäär över’n Lavasee. En bedüden Andeel vun de Samtsteernmasse kunzentreert sik in’n Iesenkarn mit en Dörmeter vun blots ruchweg 10.000 km. Wenn he de Chandrasekhar-Grenz vun 1,44 Sünnmassen överdrapen deit, explodeert he as Supernova vun’n Tyyp II. De Iesenkarn kollabeert dorbi in wenige Sekunnen wiel de buteren Schichten dör de freesette Energie in Form vun Neutrinos un Strahlen afstött warrt un en sik utbreden Explosionswulk billt.

Ünner welke Ümstännen as Endprodukt vun en Supernovy en Neutronensteern oder en Swart Lock torüchblifft, is noch nich nipp un nau verkloort. Blangen de Masse hett dat aver woll ok mit de Rotatschoon vun den fröheren Steern to doon as ok mit sien Magnetfeld. Mööglich weer ok dat Entstahn vun en Quarksteern, wat opstunns aver blots en Hypothees is. Wenn de Supernova in en Dubbel- oder Mehrfacksteernsystem passeert, bi den en Massentransport vun en Roden Rees to’n Witten Dwarg stattfinnt (Tyyp Ia) künnt de Kohlenstofffusionsvörgäng den Steern sogor vullstännig tweirieten.

Nukleosynthees un Metallizität

Elementen, de sworer sünd as Helium, warrt meist blots dör Karnreakschonen in’n laten Verloop vun de Steernentwickeln tüügt, in de so nöömten Nukleosynthees. Bi de Fusionsreakschonen in’t Plasma, de in en thermisch Gliekgewicht afloopt, künnt all Elementen bit to de Atomtall vun’t Iesen entstahn. Bi sworere Elementen stiggt de Binnenenergie vun’t enkelte Nukleon wedder an, se warrt dör’n Infang vun Nukleardeelken in nichthermische Karnreakschonen billt. Swore Elementen kamt vör allen dör Neutroneninfang mit ansluten Betaverfall in kohlenstoffbrennen Resensteerns in’n s-Vörgang tostannen oder in de eersten, explosiven Phaas vun en Supernova in’n r-Vörgang. s un r staht dorbi vör slow („langsom“) un rapid („gau“). Blangen disse beiden fakenste Vörgäng, de in’t Resultat düütlich ünnerscheedliche Signaturen in de Elementmännichkeiten geevt, finnt ok Protoneninfang un Spallatschoon statt.

De Elementen, de entstaht warrt to’n groten Deel wedder in de interstellare Materie inspiest, worut denn wietere Generatschonen vun Steerns entstaht. Je fakener disse Vörgang al dörlopen worrn is, üm so mehr sworere Elementen riekert sik an. För de Elementen sworer as Helium is in de Astronomie de Sammelbegreep Metallen begäng, ok wenn dat cheemsch gor keen Metallen sünd. As sik disse „Metallen“ enigermaten gliekmatig anriekert, is dat tomeist noog, wenn een nich de enkelten Elementmännichkeiten angifft, man eenfach blots de Metallizität. Steerns, de in de relativen Männichkeitsmuster vun dat Schema afwieken doot, warrt as cheemsch pekuliar betekent. Latere Steerngeneratschonen hebbt also en högere Metallizität. Se kann dorüm as en Maat för’t Öller vun’t Steernentstahn bruukt warrn.

Dubbelsteerns

Hööftartikel: Dubbelsteern

En Dubbelsteern oder Dubbelsteernsystem besteiht ut twee Steern, de an’n Himmel schienbor oder wohrhaftig dicht blangenenanner staht. Wenn se dör de Gravitatschoon anenanner bunnen sünd, bewegt se sik perioodsch üm jemehr gemeensomen Swoorpunkt. Bi Dubbelsteerns warrt mehrere Orden ünnerscheedt:

Optische Dubbelsteerns (schienbore Dubbelsteerns): Dat sünd twee Steerns, de vun de Eer ut meist in de glieke Richt an’n Himmel staht, de aver gravitativ nix mitenanner to doon hebbt.
Geometrische Dubbelsteerns (rüümliche Dubbelsteerns): Dat sünd Steerns, de sik rüümlich nah stahn doot, vun wgen jemehr hogen Snelligekeiten relativ to’nanner nich anenanner bunnen sünd.
Physikaalsche Dubbelsteerns oder Dubbelsteernsystemen sünd twee Steerns, de wegen jemehr rüümlichen Neeg gravitativ anenanner bunnen sünd un sik na de Keplerschen Gesetten üm jemehrn gemeensomen Swoorpunkt bewegt. Mehr as de Hälft vun all Steerns in’t Universum sünd Deel vun en Dubbelsteernsystem.
Mehrfacksteernsystemen bestaht ut mehr as twee physikaalsch bunnen Steerns.

Ännerliche Steerns

Hööftartikel: Ännerlich Steern

Bi eenige Steern is de scheinbore un mitünner ok de afsluute Helligkeit nich bestännig, man se ännert sik mit de Tiet. Bi disse ännerlichen Steerns warrt dree Typen ünnerscheedt:

Bedeckenännerlich Steerns: Dorbi hannelt sik dat üm Dubbelsteerns, de sik bi jemehrn Ümloop ut Sicht vun de Eer tietwies gegensietig bedeckt.
Pulsatschoonsännerliche Steern: Bi disse Oort ännert sik de Tostandsgrötten vun en Steern mehr oder minner perioodsch un dormit ok sien Lüchtkraft. De meisten Steerns dörloopt wiel jemehr Entwickeln disse unbestännigen Phasen. Normalerwies aver eerst na’t Verlaten vun de Hööftreeg. Hier warrt wieter ünnerdeelt:
- Cepheiden: Jemehr Periood lett sik nipp un nau to en sünnere Lüchtkraft toorden. Disse Ännerlichen sünd dorüm bi’t Bestimmen vun Afstännen as so nöömte Standardkersen vun grote Bedüden.
- Mira-Steern: Se hebbt längere un unregelmatigere Perioden as de Cepheiden.
- RR-Lyrae-Steern: Disse pulseert bannig regelmatig mit vergliekswies korte Periood un hebbt ruchweg de 90facke Lüchtkraft as de Sünn.
- Halfregelmatig ännerlich Steern: Rode Resen oder Överresen pulseert unregelmatig in jemehr Helligkeit un Periood.
Erupschoonsännerlich Steern: Disse Oort hett Utbröök vun korte Duer, de sik faken in mehr oder minner unregelmatige Afstännen wedderhollt. Hier warrt ünnerscheedt:
- UV-Ceti-Steerns: Rode Dwargen mit Strahlenutbröök (Flares).
- Kataklysmisch ännerlich Steern: dorbi ahnnelt sik dat normalerwies üm Dubbelsteernsystemen, bi de en Massentransfer vun en Roden Resen na en Witten Dwarg stattfinnt. Se wiest Utbröök in Afstännen vun wenige Stünnen bit to mehrere Millionen Johren.
- Supernovae: Ok dorvun gifft dat verschedene Typen, vun de de Tyyp Ia ok en Dubbelsteernphänomen is. Blots de Typen Ib, Ic un II markeert dat Enn vun’t Entwickeln vun en masserieken Steern.

Blangento gifft dat wietere Steerns, bi de de schienbore Helligkeit vun d Tiet afhangt, de aver nich to de ännerlichen Steerns tellt warrt, as to’n Bispeel de Pulsaren. Dat sünd Neutronensteerns, de an jemehr magneetschen Polen smalle Strahlenkegels utsennt. Wenn disse Kegel wiel de Rotatschoon över de Sichtlien vun den Bekieker striekt, warrt de Strahlenimpulsen wohrnahmen. Ok Swarte Löcker künnt korte oder anduern Strahlenutbröök hebben, wenn Materie in jem rinstörten deit. Jemehr Strahlen ännert sik aver nich perioodsch, man unregelmatig.

De Sünn as Steern

De Sünn is en Steern vun’n Spektraltyyp G2V. Disse Steern sünd en beten wat rorer as de vun de „lateren“ Typen K un M, man se sünd nich ungewöhnlich. Se staht na 5 Milliarden Johren ruchweg in de Mitt vun jemehr Levensduer op de Hööftreeg. Vele bi de Sünn bekannte Phämonenen gifft dat wohrschienlich ok be annere Steerns, aver vergliekswies swack, so dat se bi annere Steern eerst in de letzten Johren oder noch gor nicht opdeckt worrn sünd. Dorto tellt to’n Bispeel de Korona, de Steerns vun de Typen F, G, K un M ümslutt, Protuberanzen, Sünnplacken un jemehr 11-johrige Aktivitätszyklus. Placken sünd op annere Steerns woll ok al funnen worrn, man de künnt mit Sünnplacken nich vergleken warrn.

Disse Steernplacken verdeckt mitünner bit to een Drüddel vun de Böverflach vun Steern, de en bannig stark Magnetfeld vun vele dusend Gauß opwiest. Dat middlere Dipoolmagnetfeld an de Böverflach vun de Sünn hett dorgegen blots een bit fief Gauß. Blots in’t Rebeet vun de Sünnplacken kann dat ok mol bit to eenige dusend Gauß bedrägen. Bi de Sünn sünd de Placken aver veel lütter as bi de nöömten Steernplacken. Ok de Massenverlust dör Sünnwind, de verantwoortlich is för Polarlichter un Kometensteerten, is vergleken mit annere stellare Winnen düchtig lütt. He is to’n Bispeel üm teihn Gröttenorden lütter as bi Wolf-Rayet-Steerns (masserieke Steerns an’t Enn vun jemehr Levensduer).

Kiek ok

Literatur

H.H. Voigt: Abriß der Astronomie. Bibliographisches Institut, Mannheim 1988 (4. Opl.). ISBN 3-411-03148-4
H. Scheffler, Hans Elsässer: Physik der Sterne und der Sonne. BI-Wiss.-Verl., Mannheim 1990 (2. Opl.). ISBN 3-411-14172-7
Rudolf Kippenhahn, A. Weigert: Stellar structure and evolution. Springer, Berlin 1990. ISBN 3-540-50211-4 (engelsch)
N. Langer: Leben und Sterben der Sterne. Becksche Reihe. Beck, München 1995. ISBN 3-406-39720-4
D. Prialnik: An Introduction to the Theory of Stellar Structure and Evolution. Cambridge University Press, Cambridge 2000. ISBN 0-521-65065-8
Thassilo von Scheffer, Die Legenden der Sterne, 1939

Borns

↑ Helmut Zimmermann, Alfred Weigert: ABC-Lexikon-Astronomie. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 1995. ISBN 3-8274-0575-0
↑ Norbert Przybilla et al.: HD 271791: An Extreme Supernova Runaway B Star Escaping from the Galaxy arXiv:0811.0576v1 [astro-ph], doi: 10.1086/592245
↑ Brown et al.: MMT Hypervelocity Star Survey arXiv:0808.2469v2 [astro-ph]
↑ V. Joergens: Origins of Brown Dwarfs, Reviews in Modern Astronomy, 2005, Vol. 18, S. 216-239, [url=http://esoads.eso.org/abs/2005RvMA...18..216J]

Weblenken

Steern. Mehr Biller, Videos oder Audiodateien to’t Thema gifft dat bi Wikimedia Commons.

Steernentstahn
Steernentstahn (Tosamenfaten)
Interaktiv Hertzsprung-Russell-Diagramm to de Steernentwickeln (Java)
fre’e 3D Echtiet-Weltruumsimulatschoon (OpenGL)
List vun sünnere Steerns

[1] Helmut Zimmermann, Alfred Weigert: ABC-Lexikon-Astronomie. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 1995. ISBN 3-8274-0575-0

[2] Norbert Przybilla et al.: HD 271791: An Extreme Supernova Runaway B Star Escaping from the Galaxy arXiv:0811.0576v1 [astro-ph], doi: 10.1086/592245

[3] Brown et al.: MMT Hypervelocity Star Survey arXiv:0808.2469v2 [astro-ph]

[joergens2005-4] V. Joergens: Origins of Brown Dwarfs, Reviews in Modern Astronomy, 2005, Vol. 18, S. 216-239, [url=http://esoads.eso.org/abs/2005RvMA...18..216J]

[1]

[2]

[3]

[4]