Warum Sterne glitzern (und Planeten nicht)

Sterne sind ein sich ständig veränderndes Naturphänomen - winzige Flecken am Himmel, die die Nacht erhellen. Wir alle wissen, dass sie existieren, aber was wissen wir WIRKLICH über sie?

Wie entstehen Sterne, warum funkeln sie und was hat die Sonne damit zu tun?

Das wollen wir gemeinsam herausfinden. Wir beginnen damit, wie Sterne geboren werden.

Wie Sterne geboren werden

Es ist eine gut dokumentierte Tatsache, dass Sterne aus Gas- und Staubwolken geboren werden.

Die Wolken sind riesige Ansammlungen von Staub, Gasmolekülen und anderen Partikeln, die aufgrund ihrer Anziehungskraft in sich selbst zusammenfallen können. Durch das Licht, das der kollabierende Staub aussendet, entstehen neue Sterne.

Das Sternenlicht verteilt sich als gleichmäßige Kugeln mit einem Temperaturgradienten, der an den meisten Punkten etwa 250 K (Kelvin) beträgt. Das ist 10.000 Mal wärmer als die Temperatur der Marsoberfläche. Unglaublich, oder?

Und wir wissen, was passiert, wenn wir eine feste Kugel erhitzen: Die Thermodynamik schreibt vor, dass sich die Wärme gleichmäßig über die Oberfläche verteilt, da sich Wärme immer von heiß nach kalt bewegt.

Komplizierter wird die Situation, wenn eine Wolke so dick ist, dass sie in sich zusammenfällt und Sternenlicht erzeugt. Das Licht wird in der Wolke gefangen, wodurch sie als Ganzes leuchtet. Außerdem wird es für das Licht unwahrscheinlicher, von wärmeren in kältere Regionen zu gelangen. Dadurch wird das Licht zum Glitzern gebracht. Dies wird als "diffuse Emission" bezeichnet.

Ein weiterer Faktor ist, dass sich die Temperatur von Wolken im Laufe der Zeit aufgrund ihrer Umgebung ändern kann. Das bedeutet, dass verschiedene Schichten einer Wolke an einem bestimmten Punkt im Raum unterschiedliche Temperaturen haben können. Die Energiemenge, die von solchen Wolken abgestrahlt wird, variiert und erzeugt ein Muster, das dem Sonnenlicht ähnelt, das durch das Wasser scheint. Dieses Licht wird als "gebrochen" bezeichnet.

Die Sonne ist in dieser Hinsicht eher ein Stern. Die Hitze kommt aus dem Kern und ist daher viel leichter zu kontrollieren. Die Sonne ist etwa 2.000 Mal kleiner als ihr nächster Nachbar Sirius, aber sie leuchtet doppelt so hell. Das bedeutet, dass sich das Licht der Sonne viel schneller bewegt - etwa 1.400 km/s (oder 3 Millionen km/h oder 6 Millionen mph).

Wie sterben Sterne?

Ein typischer Stern ist nicht konstant in seiner Größe. Er verändert sich von Moment zu Moment, wird heißer und kälter und wird größer oder kleiner.

Auch der Energiefluss des Sterns (pro Sekunde freigesetzte Energie) schwankt manchmal Hunderte Male pro Sekunde. Die Sterne können ihre Größe und Helligkeit schnell ändern, weil sie eine innere Struktur haben, die als "Neutronendegeneration" bekannt ist.

Sobald die "Neutronendegeneration" aufgehoben ist, kollabiert der Stern aufgrund seiner Schwerkraft - er kann sein Gewicht nicht mehr tragen. Daher ist der Tod eines Sterns unvorhersehbar, selbst bei den massivsten Sternen. Bei kleineren oder mittelgroßen Sternen wissen wir jedoch genau, wie sie sterben: Sie verwandeln sich in Nebel und dann in schwarze Löcher.

Warum Sterne glitzern

Im beobachtbaren Universum gibt es mehr als 100 Milliarden Sterne. Fast alle von ihnen scheinen zu funkeln (Planeten jedoch nicht).

Warum ist das so?

Das Funkeln der Sterne wird durch ein Phänomen namens Szintillation verursacht, das auftritt, wenn das Licht eines Sterns die Erdatmosphäre durchdringt. Laut der NASA-Website ist das Szintillationsphänomen noch nicht sehr gut erforscht, aber wir wissen, dass es mit den Turbulenzen in der Erdatmosphäre zu tun hat.

Das Sternenflimmern ist nicht nur ein visuelles Phänomen. Es ist auch ein subtiles und wichtiges Merkmal des Universums. Astronomen können es nutzen, um zu verstehen, wie sich das Universum von seiner Geburt bis zum heutigen Tag entwickelt hat.

Ein Beispiel für das Sternenflimmern ist die Reflexionsinterferometrie, bei der ein Teleskop Licht nacheinander durch zwei Teleskope schickt. Als diese Technik 1994 zum ersten Mal angewandt wurde, entdeckten die Astronomen, dass zuvor unsichtbare Sterne funkelten. Dies deutete darauf hin, dass die Masse und das Alter der Sterne zum ersten Mal genau bestimmt werden konnten.

Das Funkeln der Sterne spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Untersuchung der Bewegung der Sterne. Einer der wichtigsten Prozesse in der Astronomie ist die Verfolgung der Bewegung von Sternen. Das Funkeln der Sterne ist für diesen Prozess nützlich.

Warum Planeten nicht glitzern

Planeten funkeln nicht oder scheinen nicht zu funkeln, weil sie so weit von unseren Teleskopen entfernt sind. Teleskope auf der Erde können Sterne nur innerhalb eines bestimmten Bereichs der Sternhelligkeit erkennen.

Da Planeten im Allgemeinen viel dunkler sind als Sterne, sind sie für die meisten Teleskope bei Nacht unsichtbar. Das bedeutet, dass ein Astronom einen Planeten nur dann beobachten kann, wenn er durch das Sternenlicht verdeckt wird.

Astronomen können Techniken anwenden, um Planeten anhand verschiedener Teile ihres Lichts aufzuspüren. Eine der zuverlässigsten Techniken besteht darin, auf die leichte Abschwächung eines Planeten zu achten, wenn sich mehrere Sterne im Sichtfeld befinden.

Warum blinkt die Sonne nicht?

Die Sonne ist aufgrund der Erdatmosphäre zu weit von der Erde entfernt, als dass man sie blinzeln sehen könnte.

Die Atmosphäre verursacht das Glitzern der Sterne. Sie kann jedoch durch Sonnenflecken beeinträchtigt werden. Das sind Flecken auf der Sonnenoberfläche, die wie dunkle Blutergüsse aussehen, die durch eine plötzliche Ausdehnung von heißem Gas aus dem Sonneninneren verursacht werden.

Die dunklen Flecken sind kühler als der Rest der Sonne, und sie blockieren einen Teil des Lichts, das die Erdatmosphäre normalerweise herausfiltert. Bei der Betrachtung durch ein Teleskop können die dunklen Flecken daher zu funkeln scheinen.

Schlussfolgerung

Im Allgemeinen funkeln Sterne aufgrund ihrer Entfernung von der Erde. Wenn ihr Licht die Erde erreicht, wird es von der Erdatmosphäre gebeugt (gebrochen) und scheint zu funkeln.

Die Nähe der Sonne zur Erde führt dazu, dass sie nicht mehr als winziger Punkt am Himmel, sondern als bedeutende Lichtquelle wahrgenommen wird.

Die Planeten erzeugen nicht so viel Wärme und Licht wie die Sterne; daher können sie nur gesehen werden, wenn man sie fokussiert.