Wie entstehen Sterne?
Sterne entstehen aus riesigen Wolken aus Gas und Staub. Wenn sich eine solche Wolke unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenzieht, steigt im Inneren Druck und Temperatur. Wird es heiß genug, beginnt die Kernfusion: Ein neuer Stern ist geboren.
Nachts wirken die Sterne am Himmel, als wären sie schon immer da. Tatsächlich haben auch Sterne einen Anfang, ein langes Leben und irgendwann ein Ende. Die Entstehung eines Sterns dauert sehr lange und läuft tief in kalten Gas- und Staubwolken im Weltall ab.
Wo entstehen Sterne?
Sterne entstehen in großen Wolken aus Gas und Staub. Solche Wolken nennt man in der Astronomie Nebel oder Molekülwolken.
Diese Wolken bestehen vor allem aus Wasserstoff. Dazu kommen Helium, Staubteilchen und geringe Mengen schwererer Elemente. Von außen wirken viele dieser Regionen dunkel, weil Staub das sichtbare Licht blockiert.
Gerade in solchen dunklen und kalten Wolken können neue Sterne entstehen. Bekannte Sternentstehungsgebiete gibt es zum Beispiel im Orionnebel und in anderen Regionen unserer Milchstraße.
Was bringt eine Gaswolke zum Kollaps?
Eine Gaswolke bleibt nicht automatisch stabil. Wenn bestimmte Bereiche dichter werden, kann die Schwerkraft dort stärker wirken als der innere Gasdruck.
Dann beginnt die Wolke, sich zusammenzuziehen. Auslöser können zum Beispiel Stoßwellen von Supernovae, nahe vorbeiziehende Sterne oder Bewegungen innerhalb der Galaxie sein.
Die Wolke zerfällt dabei oft in mehrere kleinere Verdichtungen. Aus einer großen Sternentstehungsregion können deshalb viele Sterne entstehen, nicht nur ein einzelner.
Vom Gasnebel zum Protostern
Wenn sich ein dichter Bereich der Wolke zusammenzieht, sammelt sich immer mehr Material im Zentrum. Dort entsteht zunächst ein Protostern.
Ein Protostern ist noch kein fertiger Stern. Er leuchtet zwar bereits durch die frei werdende Wärme, aber in seinem Inneren läuft noch keine stabile Wasserstofffusion wie bei einem echten Hauptreihenstern.
Während dieser Phase fällt weiter Gas und Staub auf den jungen Stern. Häufig bildet sich dabei eine rotierende Scheibe aus Material um den Protostern. Aus solchen Scheiben können später auch Planeten entstehen.
Wann wird aus einem Protostern ein echter Stern?
Ein Stern entsteht, wenn Druck und Temperatur im Inneren so stark steigen, dass Wasserstoffkerne miteinander verschmelzen. Diesen Prozess nennt man Kernfusion.
Bei der Kernfusion wird Wasserstoff zu Helium umgewandelt. Dabei wird sehr viel Energie frei. Diese Energie bringt den Stern zum Leuchten und erzeugt einen inneren Druck, der der Schwerkraft entgegenwirkt.
Sobald sich diese beiden Kräfte ungefähr ausgleichen, ist der junge Stern stabil. Er befindet sich dann auf der sogenannten Hauptreihe. Auch unsere Sonne ist ein Hauptreihenstern.
Warum leuchten Sterne?
Sterne leuchten, weil in ihrem Inneren Kernfusion stattfindet. Dort herrschen extrem hohe Temperaturen und ein enormer Druck.
Die Energie, die bei der Fusion entsteht, wandert nach außen und wird schließlich als Licht und Wärme abgestrahlt. Deshalb können wir Sterne über gewaltige Entfernungen hinweg sehen.
Ein Stern ist also kein brennender Gasball im alltäglichen Sinn. Er leuchtet nicht wie ein Feuer, sondern durch Kernfusion in seinem Inneren.
Entstehen Sterne heute noch?
Ja, auch heute entstehen im Universum neue Sterne. Die Sternentstehung ist kein Vorgang, der nur in der Frühzeit des Weltalls stattgefunden hat.
Auch in der Milchstraße gibt es aktive Sternentstehungsgebiete. Dort bilden sich aus Gas- und Staubwolken weiterhin neue Sterne und Sternhaufen.
Viele dieser Regionen sind im sichtbaren Licht schwer zu beobachten, weil Staub den Blick versperrt. Deshalb nutzen Astronomen neben optischen Teleskopen auch Infrarot- und Radioteleskope, um in solche Gebiete hineinzuschauen.
Wie lange dauert die Entstehung eines Sterns?
Die Entstehung eines Sterns dauert je nach Masse und Umgebung unterschiedlich lange. Kleine Sterne entwickeln sich langsamer, massereiche Sterne deutlich schneller.
Vom ersten Kollaps einer Gaswolke bis zum stabilen Stern können Hunderttausende bis mehrere Millionen Jahre vergehen.
Für menschliche Maßstäbe ist das eine unvorstellbar lange Zeit. In astronomischen Zeiträumen ist die Sternentstehung aber ein vergleichsweise dynamischer Prozess.
Entstehen alle Sterne gleich?
Das Grundprinzip ist ähnlich: Gas und Staub ziehen sich unter der eigenen Schwerkraft zusammen, ein Protostern entsteht, und bei ausreichend hoher Temperatur beginnt die Kernfusion.
Trotzdem unterscheiden sich Sterne stark voneinander. Entscheidend ist vor allem die Masse. Ein massereicher Stern wird heißer, heller und kurzlebiger. Ein kleiner roter Zwerg leuchtet schwächer, kann aber extrem lange existieren.
Die Masse bestimmt also nicht nur, wie ein Stern entsteht, sondern auch, wie lange er lebt und wie sein Ende aussieht.
Was entsteht um junge Sterne herum?
Junge Sterne sind häufig von Scheiben aus Gas und Staub umgeben. Diese Scheiben nennt man protoplanetare Scheiben.
In ihnen können Staubteilchen verklumpen, größer werden und sich im Laufe der Zeit zu Planetesimalen und später zu Planeten entwickeln.
Deshalb sind Sternentstehung und Planetenentstehung eng miteinander verbunden. Wenn ein Stern geboren wird, können in seiner Umgebung gleichzeitig die Bausteine eines neuen Planetensystems entstehen.
Wie beobachten Astronomen die Sternentstehung?
Sternentstehungsgebiete werden mit verschiedenen Instrumenten untersucht. Optische Teleskope zeigen leuchtende Nebel und junge Sternhaufen, wenn der Staub den Blick nicht zu stark verdeckt.
Infrarotteleskope können besser durch Staub hindurchblicken und junge Sterne sichtbar machen, die im sichtbaren Licht verborgen bleiben.
Radioteleskope wie ALMA beobachten kaltes Gas und Staub. Dadurch lässt sich untersuchen, wie Material in Sternentstehungsgebieten verteilt ist und wie es sich bewegt.
Mehr über Beobachtungsinstrumente findest du im Bereich Teleskope.
Häufige Fragen zur Sternentstehung
Woraus entstehen Sterne?
Sterne entstehen aus großen Wolken aus Gas und Staub. Diese bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium.
Warum zieht sich eine Gaswolke zusammen?
Wenn die Schwerkraft in einem Bereich stärker wird als der innere Gasdruck, kann die Wolke kollabieren. Dadurch sammelt sich immer mehr Material im Zentrum.
Was ist ein Protostern?
Ein Protostern ist ein junger Stern in der Entstehungsphase. Er ist bereits heiß und hell, aber in seinem Inneren läuft noch keine stabile Wasserstofffusion wie bei einem fertigen Stern.
Wann beginnt ein Stern zu leuchten?
Ein Stern leuchtet dauerhaft, sobald in seinem Inneren die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium einsetzt.
Entstehen heute noch Sterne?
Ja. Auch heute entstehen in der Milchstraße und in anderen Galaxien neue Sterne, vor allem in dichten Gas- und Staubwolken.
Kurz zusammengefasst
- Sterne entstehen aus Gas- und Staubwolken im Weltall.
- Die Schwerkraft lässt dichte Bereiche der Wolke kollabieren.
- Im Zentrum bildet sich ein Protostern.
- Steigen Druck und Temperatur stark genug an, beginnt Kernfusion.
- Dann wird aus dem Protostern ein echter Stern.
- Um junge Sterne können protoplanetare Scheiben und später Planeten entstehen.