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AstronomieSternenleben auf einen Blick: Das Hertzsprung-Russell-Diagramm

Astronomie / Sternenleben auf einen Blick: Das Hertzsprung-Russell-Diagramm
Unser nächstgelegener Stern, die Sonne, ist acht Lichtminuten von der Erde entfernt Foto: Guido Romaschewsky

Es gibt helle und dunklere Sterne, weiße, gelbliche, bläuliche und rötliche. Schon im Altertum hat der Mensch versucht, die Geheimnisse um die unzähligen Leuchtpunkte am Nachthimmel zu lüften. Seit im 19. Jahrhundert zunächst das Licht der Sonne in ein Spektrum zerlegt wurde und später dank immer besserer Geräte spektrale „Fingerabdrücke“ samt chemischen Emissions- und Absorptionslinien aller sichtbaren Himmelskörper erzeugt werden konnten, hat sich die Astronomie enorm weiterentwickelt. Ein zentrales Element zur Darstellung sämtlicher Arten von Sternen entwickelten im frühen 20. Jh. ein dänischer und ein amerikanischer Astronom.      

Eijnar Hertzsprung hatte die Vorarbeit geleistet und Henry Norris Russell verfeinerte 1913 das Schema zu einem Diagramm, das fortan den Namen der beiden Wissenschaftler tragen sollte und in der Praxis meist kurz als „HRD“ bezeichnet wird. Indem sie die Idee hatten, Sterne in eine Art Koordinatensystem nach ihrer absoluten Leuchtkraft (vertikale Skala) sowie ihrer Spektralklasse bzw. Oberflächentemperatur (horizontale Skala) einzutragen, schufen Hertzsprung und Russell quasi einen Steckbrief oder bildlichen Lebenslauf von Sternen. Wobei Lebenslauf hier ohne präzise Zeitachse zu verstehen ist, denn so sehr sich aus dem Diagramm auch ein mehr oder weniger regelhafter Lebenslauf von Sternen herauslesen ließe, so unterschiedlich kann doch ein jeweiliges Sternenleben sein.

Wir erkennen auf dem HRD eine Häufung von Sternen entlang einer geschwungenen Diagonalen von links oben nach rechts unten, der sog. Hauptreihe. Diese Sterne sind recht stabil, fusionieren Wasserstoff, das häufigste Element im Universum. In der rechten Mitte dieses Hauptastes befindet sich auch unsere Sonne, im gelblichen Spektralbereich G2 mit einer Oberflächentemperatur von ca. 6.000 Grad Kelvin, mit einer Leuchtkraft von 1 auf der vertikalen Skala als Referenzwert. Die Leuchtkraft hängt sowohl von der Größe als auch von der Temperatur eines Sterns ab. Diesbezüglich ist die Sonne ein recht durchschnittlicher Stern – der aber schon stolze 4,6 Milliarden Jahre auf diesem Hauptast verweilt. Sie wird diesen nach ein paar weiteren Milliarden Jahren verlassen, wenn sie in ihrem Kern nicht mehr genug Wasserstoff haben wird, um ihn zu Helium zu verbrennen. Dann wird sie ihren Verbrennungsmodus ändern, sich zu einem Roten Riesen aufblähen, deutlich an Leuchtkraft gewinnen, auf dem HRD zum Riesenast rechts oberhalb überschwenken und noch einige Zeit unter Bildung immer schwererer Elemente weiterleben, bis sie nach einer Lebensdauer von etwa 12 Mrd. Jahren in einer Nova-Explosion ihre äußeren Hüllen abstoßen und als zunächst noch heißer, aber nur noch planetengroßer Weißer Zwerg (im Diagramm links unten) ihr Leben aushauchen wird. Ihre auskühlende Sternenleiche wird indes eine äußerst hohe Dichte haben; ein „Zuckerwürfel“ davon wiegt dann mehrere Tonnen.   

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