Der größte Stern des Universums - Ein Größenvergleich
(Mystische Musik)
Welcher ist eigentlich der größte Stern des Universums?
Und wieso ist er so groß?
Und was sind Sterne überhaupt?
Dinge, die gern Sterne wären.
(Dröhnende Musik)
Unsere Reise beginnt auf der Erde.
Nur damit wir ein ungefähres Gefühl für die Größenverhältnisse bekommen.
Die kleinsten Dinge mit sternähnlichen Eigenschaften
sind große Gasriesen, sogenannte Subbraune Zwerge.
Jupiter zum Beispiel, der massereichste Planet
in unserem Sonnensystem.
Er hat den elffachen Durchmesser der Erde
und ihre 317-fache Masse.
Und besteht aus quasi dem gleichen Material
wie unsere Sonne.
Nur viel, viel weniger davon.
Den nächsten Zwischenschritt zu Sternen bilden Braune Zwerge.
Versagersterne, von denen alle schwer enttäuscht sind.
Und das, obwohl sie die 13- bis 90-fache Masse des Jupiters haben.
Selbst wenn man also 90 Jupiter zusammenschmeißen würde,
gäbe das zwar ein tolles Spektakel,
wäre aber immer noch nicht genug für einen echten Stern.
Interessanterweise wird ein Brauner Zwerg durch mehr Masse
nicht wirklich größer, nur sein Inneres dichter.
Dadurch steigt der Druck im Kern so stark an,
dass bestimmte langsame Fusionsreaktionen stattfinden,
die den Zwerg leuchten lassen.
(Mystische Musik)
Braune Zwerge sind also so was wie leuchtende Gasriesen,
die in keine Kategorie so richtig reinpassen.
Wir wollen aber über echte Sterne sprechen,
nicht über Möchtegern Sterne.
Also weiter im Text.
(Mystische Musik)
Überschreiten große Gaskugeln eine gewisse Masse,
werden ihre Kerne so heiß und dicht, dass sie sich entzünden.
Wasserstoff und Helium verschmelzen in ihren Kernen,
und riesige Mengen Energie werden freigesetzt.
Solche Sterne heißen Hauptreihen Sterne.
(Treibende Musik)
Je massereicher ein Hauptreihen Stern ist,
umso heißer und heller brennt er.
Und umso kürzer ist sein Leben.
(Treibende Musik)
Ist der Wasserstoff verbrannt,
dehnt sich der Stern aus.
Bis zum Hunderttausendfachen seiner ursprünglichen Größe.
Diese Riesenphase dauert aber nur einen Bruchteil
seiner gesamten Lebensspanne.
(Treibende Musik)
Wir vergleichen also Sterne
in komplett unterschiedlichen Stadien ihres Lebens.
Sie sind deshalb nicht weniger beeindruckend,
aber behalten wir im Kopf,
dass wir quasi Babys mit Erwachsenen vergleichen.
Aber zurück zum Anfang.
Die kleinsten echten Sterne sind Rote Zwerge.
Sie haben etwa die 100-fache Masse des Jupiters.
Das reicht kaum aus, um Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen.
Weil sie so wenig Masse haben, sind sie klein,
nicht sehr heiß und leuchten ziemlich schwach.
Sie sind die einzigen Sterne in der Hauptreihe,
die sich nach ihrem Tod nicht ausdehnen,
sondern einfach irgendwie erlöschen.
Rote Zwerge gibt es weitaus am meisten von allen Sternen
im Universum.
Weil sie ihren Brennstoff sehr langsam verbrauchen,
reicht der für bis zu zehn Billionen Jahre.
Das ist 1.000 Mal länger als unser Universum bisher überhaupt existiert.
Einer der erdnächsten Sterne ist zum Beispiel ein Roter Zwerg.
Barnards Stern, er leuchtet aber so schwach,
dass er ohne Teleskop gar nicht zu sehen ist.
Falls du mehr über Rote Zwerge wissen möchtest,
wir haben ein ganzes Video dazu.
Den nächsten Schritt bilden Sterne wie unsere Sonne.
Zu sagen, dass die Sonne das Sonnensystem dominiere,
ist eine Untertreibung.
Sie macht 99,86 Prozent seiner ganzen Masse aus.
Sie brennt viel heißer und heller als Rote Zwerge.
Was ihre Lebensspanne auf etwa zehn Milliarden Jahre verkürzt.
Die Sonne hat die siebenfache Masse von Barnards Stern.
Scheint dabei aber fast 300 Mal heller
und ist doppelt so heiß.
(Treibende Musik)
Aber es geht noch größer.
Schon kleine Veränderungen der Masse können die Helligkeit
eines Hauptreihen Sterns enorm beeinflussen.
Sirius, der hellste Stern am Nachthimmel,
hat die doppelte Masse und den 1,7-fachen Radius der Sonne.
(Spannungsvolle Musik)
Aber seine Oberflächentemperatur beträgt fast 10.000 Grad Celsius.
Dadurch leuchtet er 25 Mal heller als die Sonne.
(Treibende Musik)
So heiß zu brennen, reduziert seine Lebensspanne
um das Vierfache.
Auf 2,5 Milliarden Jahre.
Sterne mit der zehnfachen Masse unserer Sonne
haben eine Oberflächentemperatur um etwa 25.000 Grad Celsius.
Beta Centauri hat gleich zwei solcher massereichen Sterne.
Die beide etwa mit der 20.000-fachen Kraft der Sonne scheinen.
Das ist ziemlich viel Energie.
Im Vergleich zur gerade mal 13-fachen Größe.
Aber dafür brennen sie auch nur für etwa 20 Millionen Jahre.
Ganze Generationen von solchen sogenannten Blauen Sternen sterben,
während die Sonne einmal die Galaxie umrundet.
(Mystische Musik)
Kann man also sagen, je mehr Masse, umso größer der Stern?
(Mystische Musik)
Der massereichste uns bekannte Stern heißt R136a1.
Er hat das 315-Fache der Sonnenmasse.
Und scheint fast neun Millionen Mal heller als die Sonne.
Aber trotz seiner enormen Masse und Energie
hat er nur gerade die 30-fache Größe der Sonne.
Dieser Stern ist so extrem,
dass seine Anziehung ihn kaum zusammenzuhalten vermag.
So verliert er 321.000 Milliarden Tonnen Material
in seinem Sternwind.
(Mystische Musik)
Pro Sekunde.
Solche Sterne sind sehr selten.
Denn sie entstehen nicht nach den gleichen Regeln wie andere Sterne.
Supermassereiche Sterne brennen bei der Entstehung extrem heiß und hell.
Wodurch es zusätzliches Gas,
das sie noch massereicher machen würde, wegweht.
Deshalb haben solche Sterne
nicht mehr als etwa die 150-fache Masse der Sonne.
Sterne wie R136a1
entstehen vermutlich durch die Verschmelzung
von mehreren sehr massereichen Sternen,
die sich in bestimmten Gebieten zu nahe kommen.
Sie verbrennen den Wasserstoff in ihrem Kern
in wenigen Millionen Jahren.
Sind also selten und kurzlebig.
Größer wird's jetzt nicht mehr einfach durch mehr Masse.
Die größten Sterne entstehen erst durch ihren eignen Tod.
(Mystische Musik)
Wenn der Wasserstoff im Kern eines Hauptreihen Sterns
langsam aufgebraucht ist,
zieht sich der Kern zusammen und wird heißer und dichter.
Dadurch wird auch die Verschmelzung heißer und immer schneller.
Das drückt gegen die Gravitation an.
Wodurch sich die äußeren Schichten ausdehnen.
Die sogenannte Riesenphase.
Und diese Sterne werden tatsächlich zu wahren Riesen.
Gacrux zum Beispiel.
Bei nur 30 Prozent mehr Masse als die Sonne,
ist er auf ihren 84-fachen Umfang angewachsen.
(Treibende Musik) Auch die Sonne dehnt sich aus.
Auf das 200-fache ihres aktuellen Radius.
Erreicht sie die letzte Phase ihres Lebens,
wird sie sogar noch größer als Gacrux werden.
In dieser letzten Lebensphase
wird sie die inneren Planeten verschlucken.
(Treibende Musik) Beeindruckt?
Dabei hast du die größten Sterne des Universums
noch gar nicht kennengelernt.
(Mystische Musik)
Hyperriesen sind die massereichsten Sterne im Universum
in ihrer Riesenphase.
Sie haben eine enorme Oberfläche,
die unglaubliche Mengen Licht abstrahlt.
Sie sind so groß, dass sie sich quasi selbst in die Luft jagen.
Ihre Anziehung ist zu schwach,
um die heiße Masse zusammenzuhalten.
Und sie wird von kräftigen Sternwinden weggetragen.
(Treibende Musik)
Der Pistolenstern mit der 25-fachen Sonnenmasse
und ihrem 300-fachen Umfang
ist ein sogenannter Blauer Hyperriese.
Benannt nach seinem intensiven blauen Licht.
(Treibende Musik)
Schwer zu sagen, wie lange der Pistolenstern überleben wird.
Aber kaum mehr als ein paar Millionen Jahre.
Noch größer als Blaue Hyperriesen sind Gelbe Hyperriesen.
Am besten erforscht ist Rho Cassiopeiae.
Dieser Stern ist so hell,
dass er mit bloßem Auge zu sehen ist.
Obwohl er Tausende Lichtjahre von der Erde entfernt ist.
Bei 40-facher Sonnenmasse hat er ihren 500-fachen Umfang.
Und strahlt 500.000 Mal so hell.
(Dramatische Musik)
Wenn Rho Cassiopeiae an der Stelle wäre,
wo sich gerade die Sonne befindet,
dann stünde unsere Erde mitten in dem Stern.
Und du wärst ziemlich tot.
(Dramatische Musik)
Gelbe Hyperriesen sind aber sehr selten.
Uns sind nur 15 bekannt.
Das bedeutet, dass auch sie wahrscheinlich nur
ein kurzes Zwischenstadium sind.
Denn Sterne wachsen und schrumpfen in ihrer Zeit als Hyperriesen.
Die größten uns bekannten Sterne sind Rote Hyperriesen.
Wahrscheinlich die größten Sterne überhaupt.
Aber welcher von ihnen gewinnt nun den Titel
"Größter Stern des Universums"?
(Dramatische Musik)
Ehrlich gesagt: wir wissen es nicht.
Rote Hyperriesen sind so extrem hell und so weit weg von uns,
dass selbst kleine Unsicherheiten bei der Messung
zu riesigen Schwankungen bei der Größenbestimmung führen können.
Noch schlimmer: Rote Hyperriesen sind nicht nur Monster
von annähernd der Größen unseres Sonnensystems,
sie jagen sich auch noch selbst in die Luft.
Das macht es noch schwieriger, sie zu messen.
Mit neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen
und immer besseren Instrumenten, ändert sich immer wieder,
welchen wir für den größten Stern halten.
Einer der größten uns derzeit bekannten Sterne
ist wohl Stephenson 2-18.
Entstanden ist er vermutlich als Hauptreihen Stern
mit einem Zigfachen der Sonnenmasse.
Mittlerweile hat er wohl schon die Hälfte seiner Masser verloren.
Während typische Rote Hyperriesen 1.500 Mal so groß sind wie die Sonne,
geht die höchste Schätzung für Stephenson 2-18
davon aus, dass er den 2.150-fachen Umfang der Sonne hat.
Und eine halbe Million Mal so hell scheint.
Verglichen damit, scheint unsere Sonne wie ein Staubkorn.
Das menschliche Gehirn kann solche Größenverhältnisse gar nicht fassen.
Selbst mit Lichtgeschwindigkeit würde es 8,7 Stunden dauern,
Stephenson 2-18 einmal zu umrunden.
Das schnellste Flugzeug der Welt bräuchte dafür 500 Jahre.
Stünde er an der Stelle der Sonne,
würde er bis zum Saturn reichen. (Dramatische Musik)
In seiner weiteren Entwicklung
wird er vermutlich noch mehr Masse verlieren.
Und in die nächste, noch heißere Hyperriesenphase schrumpfen.
Dann werden sich in seinem Kern schwere Elemente ansammeln.
Bis der Kern zusammenfällt, der Stern in einer Supernova explodiert
und das Gas wieder an die Galaxie abgibt.
Aus diesem Gas wird dann eine neue Generation von Sternen
in allen Größen entstehen.
Und damit beginnt wieder ein Kreislauf aus Geburt und Tod,
der unser Universum erleuchtet.
Wiederholen wir diese Reise noch einmal.
Diesmal ohne zu reden.
Kurz gesagt: das Universum ist groß.
(Dramatische Musik)
Und darin gibt es jede Menge große Dinge.
(Treibende, dramatische Musik)
(Treibende, dramatische Musik)
(Entspannte Musik, Vogelgezwitscher)
