Wie Sterne entstehen

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jens
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Wie Sterne entstehen

Beitrag von jens » 19.02.2006, 21:04

Zusammenfassung:
Seitdem unser Universum im Urknall vor 15 Milliarden Jahren entstanden ist, bilden sich st√§ndig neue Sterne. Wie Sterne wie unsere Sonne entstehen, ist weitgehend noch ein R√§tsel. Man vermutet, dass sich unvorstellbar gro√üe Molek√ľlwolken aus Staubteilchen in den Tiefen des Alls zusammenballen und verklumpen. Wie dieser Prozess abl√§uft und welche Kr√§fte dazu n√∂tig sind, untersuchen die Radioastronomen. Die Forscher der Universit√§t K√∂ln haben auf dem G√∂rnergrat in der Schweiz, in der N√§he von Zermatt, eine Forschungsstation. Dort suchen sie mit gewaltigen Radioteleskopen nach Hinweisen auf den r√§tselhaften Prozess der Sternentstehung.
Die Sonne hat mittlerweile fast die H√§lfte ihres Lebensalters erreicht. Viereinhalb Milliarden Jahre ist sie jetzt alt. Kurz vor ihrem Ende, in ungef√§hr f√ľnf Milliarden Jahren, wird sie sich soweit aufgebl√§ht haben, dass ihre √§u√üeren Schichten die Erde erreichen. In einer gigantischen Explosion wird die Sonne dann zu Gas und Staub werden und so vielleicht die Grundlage f√ľr einen neuen Stern mit Planeten wie unsere Erde schaffen.
Von Zermatt aus fährt die Bahn auf 3100 Meter hoch zum Görnergrat.
Hier in den Schweizer Alpen, gegen√ľber dem weltber√ľhmten Matterhorn, liegt nicht nur ein bekanntes Skigebiet, hier versuchen Forscher herauszufinden, wie Sterne entstehen.
Wind und Wetter trotzt auf dem G√∂rnergrat Europas h√∂chstes Hotel. In seinen T√ľrmen befinden sich seit den drei√üiger Jahren auch zwei Forschungsstationen. In einem ist das Observatorium des ersten physikalischen Instituts der Universit√§t K√∂ln untergebracht. Mit ihrem Drei-Meter-Radioteleskop tasten die Wissenschaftler den Himmel ab. Sie interessieren sich besonders f√ľr junge Sterne und Sterngeburten.
Die Erforschung der Prozesse der Sternentstehung gleicht einem Puzzle. Viele Forschungseinrichtungen sind weltweit daran beteiligt. Mit unterschiedlichen Technologien und Geräten ist man den Sterngeburten auf der Spur.
Dr. Robert Simon:
"Wir arbeiten mit einem Radioteleskop, was Radiowellen empf√§ngt, verst√§rkt und dann auf eine gewisse Art und Weise sichtbar macht f√ľr uns. Denn das Licht, das wir messen k√∂nnen, kann man mit blo√üem Auge nicht sehen. Das ist schon der gro√üe Unterschied zu optischen Teleskopen, das ist kein Fernrohr, durch das wir hindurchsehen. Wir m√ľssen die Signale, die wir empfangen √ľber aufwendige Messtechnik und Elektronik sichtbar machen f√ľr uns."
Die von jungen Sternen ausgesandte schwache Strahlung ist oft hunderte, ja Tausende Jahre lang unterwegs. Sie kann kurz bevor sie die Erde erreicht durch die Erdatmosph√§re geschluckt und neutralisiert werden. Daher ist es sehr wichtig diese Signale in gro√üen H√∂hen wie auf den Alpengipfeln aufzufangen. Hier oben √ľber einem Teil der Erdatmosph√§re gibt es deutlich weniger st√∂renden Wasserdampf. Und so ist die Signalausbeute betr√§chtlich ergiebiger als auf dem Erdboden.
Die Forschergruppe der Universit√§t K√∂ln hat sich das Sternbild Orion vorgenommen, um darin die Geburt und fr√ľhe Entwicklung von Sternen zu beobachten. Dieses 1400 Lichtjahre von uns entfernte Sternbild ist die bisher ber√ľhmteste Geburtsst√§tte von Sternen. Diese faszinierende Farbspektakel im Orion liefern gigantische Gaswolken, die durch hei√üe Sterne zum Leuchten gebracht werden. Der eigentliche Stoff aus dem die Sterne entstehen, liegt aber meist verborgen im Dunkel.
Dr. Robert Simon:
"Zun√§chst brauchen sie eine Molek√ľlwolke, das ist eine Ansammlung von Gas und Staub, die zwischen den Sternen liegt und zun√§chst sehr dunkel und kalt ist."
Das dunkle Weltall zwischen den Sternen ist nicht leer, sondern voller kosmischer Molek√ľlwolken. Diese sind wie die Nebel im Orion-Sternbild einige Milliarden Kilometer gro√ü. In den Wolken finden die Wissenschaftler den Wasserstoff, der beim Urknall entstand, sowie Gas und Staub. Diese feinen Reste erloschener Sterne sind der Rohstoff der n√§chsten Sterngeneration. Die Forschungen und Analysen der modernen Astronomie zeigen: Sternentstehung ist ein sich wiederholender, gigantischer kosmischer Kreislauf. Die Sterngeburten im Orionnebel untersuchen die Wissenschaftler mit punktuellen Messungen ihres Radioteleskops. Dabei erhalten sie einzelne Spektren, die sie zu gr√∂√üeren Rastern zusammensetzen. Nach der Farbcodierung erh√§lt man eine Karte des gesamten untersuchten Gebietes. Diese Messungen erlauben den Forschern R√ľckschl√ľsse auf bestimmte physikalische Bedingungen in diesem Gebiet.
Dr. Robert Simon:
"Die Daten werden durch Messerelektronik verst√§rkt, Frequenzweise aufgesplittert. Was wir bekommen, ist ein so genanntes Spektrum, was uns Informationen √ľber viele Dinge liefern kann. Zum Beispiel √ľber die Geschwindigkeit der Objekte, die wir beobachten, relativ zu uns. Oder eben auch, was wir sp√§ter analysieren und weiterverfolgen wollen, Sachen wie Dichten, Temperaturen, H√§ufigkeiten von Molek√ľlen in diesen so genannten Molek√ľlwolken, wo Sterne entstehen."
Mit einer Computeranimation haben britische Wissenschaftler den Ablauf einer Sterngeburt in einer Molek√ľlwolke visualisiert.
Es beginnt eine Art kosmischer Tanz. Der riesige Gasnebel hat sich durch die eigene Schwerkraft zusammengezogen und fängt an sich zu drehen. Die Masse in der Wolke verteilt sich, wirbelt herum und verdichtet sich an manchen Stellen. Der Tanz wird intensiver und schließlich klumpt sich die Materie zu Sternen zusammen.
Einige Materiebrocken oder dichte Gase werden auch wieder herausgeschleudert aus den Massezentren. Manche Sterne haben Staubscheiben um sich herum, aus denen später Planeten entstehen können.
Wenn extrem hohe Dichten und Temperaturen im Inneren einer Kugel erreicht sind verschmelzen dort die Wasserstoffatome miteinander. Energieblitze entz√ľnden das Innere der Kugel. Eine Sonne ist geboren.
Noch sind einige Schritte dieser kosmischen Prozesse nicht ganz verstanden. Neue Technologien sollen weitere Aufklärung bringen.
Dr. Robert Simon:
"Wir hier auf dem G√∂rnergrat decken einen ganz bestimmten Teil des elektromagnetischen Spektrums ab und zwar relativ lange Wellenl√§ngen im Radiobereich. Es ist aber w√ľnschenswert, zu immer k√ľrzeren Wellenl√§ngen vorzusto√üen, weil das technologisch und auch wissenschaftlich Neuland ist. Was man dazu machen muss, ist allerdings einen gro√üen Teil der Atmosph√§re und wenn es geht vielleicht sogar die ganze Atmosph√§re unter sich zu lassen. Das kann man mit Satellitenprojekten zum Beispiel erreichen. Ein Zwischenschritt daf√ľr w√§re, mit einem Flugzeug zum Beispiel auf gro√üen H√∂hen zu fliegen und somit einen Teil der Atmosph√§re unter sich zu lassen. Das ist auch geplant, wird in sehr naher Zukunft tats√§chlich stattfinden, und zwar mit dem Flugzeugprojekt SOFIA. Das ist ein umgebauter Jumbo-Jet, der eine Luke hat aus dem ein Radioteleskop, ein Infrarot-Teleskop raus sehen wird. Das Flugzeug wird auf relativ gro√üer H√∂he, in circa 11 Kilometer H√∂he fliegen, auf bestimmten Routen, und dort bestimmte astronomische Programme messen. Und Ziel des Projektes ist zu diesen k√ľrzeren Wellenl√§ngen vorzusto√üen und dort andere Molek√ľle beziehungsweise auch andere Umgebungen in diesen Molek√ľlwolken studieren zu k√∂nnen."
Die bunten Gasnebel und dunklen Molek√ľlwolken bergen noch viele Geheimnisse. Aber die Beobachtung des kosmischen Kreislaufs der Sterngeburten verbindet physikalische mit poetischen Einsichten: Wie die Menschen so entstehen auch die Sterne aus Staub - und werden wieder zu Staub.

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