Große Sterne – Riesen, Überriesen und Hyperriesen

Vor Kurzem wurde von Astronomen mit den Teleskopen der Südsternwarte in Chile beobachtet, dass im Universum weitaus mehr große Sterne gebildet werden,Sonne und Planeten als nach dem aktuellen Stand der Theorien zur Sternentstehung zu erwarten ist. Die Folgen sind weitreichend und stellen aktuelle kosmologische Modelle in Frage. Ich habe diese Meldung zum Anlass genommen, nach meinem Artikel über die unglaublichen Entfernungen im Universum, diesen Artikel den großen Sternen zu widmen. Auch dieses Mal werde ich versuchen, die schier unglaubliche Ausmaße dieser kosmischen Giganten durch Vergleiche mit bekannten Größen begreifbar zu machen.


Wir beginnen unsere Reise zu den unglaublichsten Körpern im Universum in unserem eigenen Sonnensystem. Wenn Ihr Euch das Titelbild dieses Beitrags bereits genauer angeschaut habt, dann ist Euch sicher das kleine Wörtchen „Us“ unten links in der Ecke aufgefallen. Möglicherweise ahnt Ihr auch schon die Bedeutung dieser beiden Buchstaben. Die volle Bedeutung erschließt sich aber erst, wenn man das Bild anklickt. Bevor wir starten, lasst dieses Bild einmal auf Euch wirken.

Größenverhältnisse in unserem Sonnensystem

Wir leben auf einem kleinen Gesteinsplaneten auf der dritten Umlaufbahn um unsere Sonne. Und obwohl unser Heimatplanet im Vergleich zu den größeren Gasplaneten und erst im Vergleich zur Sonne nahezu winzig ist, erscheint er uns in unserer Alltagserfahrung unglaublich groß. Würden wir das schnellste uns zur Verfügung stehende Verkehrsmittel, ein Passagierflugzeug, benutzen, dann würden wir für eine Umrundung der Erde immer noch fast zwei Tage benötigen. Gut, das ist vierzig mal schneller also noch zu Jules Vernes Zeiten und dennoch – 40 Stunden mit knapp 1000 km/h sind schon ein Wort. Mit dem Auto bei der typischen Durchschnittsgeschwindigkeit auf einer Autobahn würde die Umrundung der Erde immer noch fast 17 Tage dauern und das ohne Pausen zum Tanken oder sonstige Bedürfnisse.

Trotzdem ist unsere Erde ein winziger Planet, insbesondere im Vergleich zum Jupiter, dem größten Planeten in unseren Sonnensystem. Der Jupiter besteht nur aus Gas, das von der Eigengravitation zusammengehalten wird – zum überwiegenden Teil einfacher Wasserstoff. Zum Glück ist die Masse des Jupiters jedoch zu gering, als dass die Kernfusion hätte zünden können, denn sonst hätte das Leben auf der Erde eine ganz andere Entwicklung genommen.
Jupiter verfügt über mehr Masse als alle anderen Planeten unseres Sonnensystems zusammen und es sind aktuell 67 Monde bekannt – also bereits ein kleines System. Der Jupiter wiegt 318 mal so viel wie unsere Erde und sein Umfang beträgt unglaubliche 447.000 Kilometer, das ist etwas mehr als der Abstand Erde – Mond.
Der Jupiter ist also ein Gigant. Mit unserem Flugzeug wären wir bereits 18 Tage in der Luft, um den Jupiter einmal zu umrunden – nicht gerade ein Traumurlaub, aber noch realistisch machbar.

Kommen wir zu unserer Sonne, unserem Heimatstern. Es handelt sich um einen Hauptreihenstern der Spektralklasse G2V, d. h. sie gehört weder zu den übermäßig großen Sternen noch zu den kleinen Zwergen. Und gerade diese Durchschnittlichkeit begünstigt das Leben auf der Erde. Ein Umstand, für den wir sehr dankbar sein dürfen.
Trotz der Tatsache, dass unsere Sonne unter ihren Geschwistern eher zu den unscheinbaren Exemplaren gehört, verfügt sie bereits über stattliche Ausmaße. Sie ist 700 mal so schwer wie alle Planeten des Sonnensystems zusammen und der Umfang beträgt ca. 4.400.000 Kilometer. Das ist das 110-fache des Umfangs der Erde. Steigen wir wieder in unser Flugzeug und umrunden damit die Sonne. Dieser Flug würde 185 Tage oder fast ein halbes Jahre dauern. Mit einer Apollo, die bereits mit 40.000 km/h unterwegs ist, dauert dieser Flug immer noch 5 Tage. Und selbst das Licht benötigt immerhin noch 15 Sekunden, um die Sonne einmal zu umrunden – unglaublich, denn auf der Strecke Erde – Mond vergehen gerade mal 1,3 Sekunden.

Ich hoffe, ich konnte Euch ein Gefühl für die Größe unserer Sonne vermitteln, denn wir werden unsere Sonne als Vergleichsmaßstab heranziehen, wenn wir uns gleich mit den wirklich großen Sternen beschäftigen.

Riesen und Überriesen

Schauen wir uns zuerst den roten Riesen Aldebaran an. Dieser ist 67 Lichtjahre von uns entfernt und liegt sozusagen in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft. Obwohl Aldebaran nur über zweieinhalb mal so viel Masse verfügt wie unser Heimatstern, ist er 45 mal größer. Dieser Stern ist also im Endstadium seines Lebens angelangt und verbrennt gerade seine letzte Energie als roter Riese. Um Aldebaran ranken sich einige Internetmythen und Esoteriklegenden, von denen wir uns an dieser Stelle aber nicht weiter ablenken lassen wollen. Viel interessanter ist der Vergleich mit den Größenordnungen in unserem Sonnensystem. Das obige Bild zeigt bereits das Größenverhältnis zur Sonne – ein paar Zahlen können den Eindruck vertiefen. Unser Flugzeug wäre auf seinem Rundflug über die Oberfläche von Aldebaran sagenhafte 23 Jahre unterwegs, die Apollo immerhin noch über 2 Jahre. Wenn sich unsere Sonne jemals zu einer solchen Größe aufblähen würde, würde sie die Erde und wohl auch den Mars auf ihren Laufbahnen verschlucken. Allerdings kann sie das nicht, dazu fehlt ihr die notwendige Masse.

Ähnlich groß wie Aldebaran ist Rigel, ein weiterer Stern, dessen Namen man schon mal gehört hat. Immerhin ist er der hellste Stern im Sternbild Orion und das obwohl er bereits 800 Lichtjahre von uns entfernt ist. Das er uns trotzdem so hell erscheint, liegt daran, dass er nicht zu den roten Riesen gehört, sondern zur Klasse der blauen Riesen. Seine Oberflächentemperatur ist fast dreimal so hoch wie die der Sonne.

Exkurs: Klassifikation von Sternen

Sterne werden nach dem Hertzsprung-Russel-Diagramm nach Leuchtkraft (u.a. abhängig von der Größe) und der Spektralklasse, also der Farbe (abhängig von der Oberflächentemperatur), klassifiziert. Wie man an diesem Diagramm sehr gut erkennen kann, liegt unsere Sonne schon in dem bereits erwähnten Durchschnitt der von links oben nach rechts unten führenden Hauptreihe der normalen Sterne. Wie die Riesensterne entstehen, wird derzeit immer noch erforscht. Gängige Theorien setzen das Vorhandensein großer Gas- und Materiewolken voraus, allerdings wurden hier auch schon Ausnahmen beobachtet. Wie auch immer, die Riesensterne sind für die Entstehung von Leben im Universum ein unentbehrlicher Helfer, erzeugen sie doch im Augenblick ihres Todes als Supernovae die schweren Elemente, die in kleinen Sternen nicht gebildet werden können, und werfen sie in den weiten Raum, bevor der Rest zu einem Neutronenstern oder Schwarzen Loch kollabiert.

Zurück zu unserem Thema. Selbst Aldebaran und Rigel sind nur Zwerge unter den Riesen. Im Sternbild des Orion liegt Beteigeuze, ein sogenannter roter Überriese und einer der hellsten Sterne im Umkreis von 1000 Lichtjahren. Beteigeuze ist mehr als tausendmal so groß wie unser eigener Heimatstern, wie die nachfolgende Abbildung anschaulich zeigt. Eine Umrundung mit dem Flugzeug ist unmöglich, es würde 500 Jahre dauern und selbst die Apollo wäre fast 13 Jahre unterwegs. Wir erinnern uns – die Apollo bräuchte von der Sonne bis zum Neptun ebenfalls gute 13 Jahre. Der Umfang dieses Riesen ist also bereits genauso so groß wie unser äußerster Planet von der Sonne entfernt ist. Beteigeuze bedeckt damit bereits einen großen Teil unseres Sonnensystems und würde den Jupiter verschlucken – unglaublich.

Beteigeuze ist gerade einmal 10 Millionen Jahre alt – das Leben der Riesensterne ist extrem kurz. Dieser rote Gigant ist bereits in der letzten Phase seines Sternenlebens angekommen und wird bald sein Dasein als Supernovae beenden. Wenn dies geschieht, wird er heller erstrahlen, als der gesamte restliche Nachthimmel. Wir müssen uns aber trotzdem keine Sorgen machen, Beteigeuze liegt gerade weit genug weg, dass er das Leben auf der Erde nicht in Gefahr bringen kann.

Aber selbst dieser unvorstellbar große Riese ist noch nicht das Maß aller Dinge im Universum. Der rote Hyperriese VY Canis Majoris ist noch mal doppelt so groß wie Beteigeuze und damit mindestens 2000 mal größer als unsere Sonne. Spätestens in diesem Monster findet unser Sonnensystem bis einschließlich Uranus Platz. Möglicherweise ist VY Canis Majoris sogar noch wesentlich größer, denn bei der Bestimmung der Größe gibt es signifikante Messfehler. Wenn es so wäre, läge selbst die Bahn des Neptun noch innerhalb der Ausdehnung dieses Giganten. Aber selbst wenn er nur 2000 mal größer als unsere Sonne ist, dauert die Umrundung dieses Sterns 26 Jahre mit der Apollo oder 1000 Jahre mit einem Flugzeug. Und selbst das Licht ist noch mehr als 8 Stunden unterwegs. Spätestens jetzt verlässt uns unsere Vorstellungskraft.

Und es gibt vielleicht noch größere Sterne da draußen, allerdings liegt der Messfehler bei der Größenbestimmung dieser Objekte in Bereichen, die einen fundierten Vergleich unmöglich machen. Daher soll unsere Reise in die Welt der größten Sternen an dieser Stelle enden. Im nächsten Beitrag der Reihe zu den erstaunlichsten Objekten in unserem Universum schauen wir uns das andere Ende des Spektrums an, die Welt der Winzlinge, der Neutronensterne, Quarksterne und Schwarzen Löcher. Wer in der Zwischenzeit noch tiefer in die Materie der Riesen und Überriesen einsteigen möchte, findet bei Wikipedia eine gute Übersicht und das nachfolgende Video ist sicher auch einen Blick wert.


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