NASA/SDO/AIA/EVE/HMI
Basiswissen

Was ist ein Stern?

Die Sonne ist bekanntlich ein Stern. Doch was eint all die anderen leuchtenden Pünktchen am Nachthimmel?
(Foto: NASA/SDO/AIA/EVE/HMI)

Erstaunlich, aber wahr: Es gibt zwar eine Planetendefinition, die den Pluto im Jahre 2006 unter die Zwergplaneten einsortiert hat. Allerdings hat die Internationale Astronomische Union bislang nie „offiziell“ definiert, was genau ein Stern eigentlich ist. Natürlich existiert ein landläufiges Verständnis davon, wann ein Himmelskörper als Stern zu bezeichnen ist. Doch warum ist eine Definition schwerer als gedacht? Und was muss man sich unter den Mischwesen zwischen Planet und Stern vorstellen?

 

Schon der Blick an den Sternenhimmel mit bloßem Auge zeigt uns, dass eine Art Definition wie „hell leuchtender Lichtpunkt am Nachthimmel“ keinesfalls ausreicht: Der hellste Himmelskörper gleich nach Sonne und Mond ist die Venus – ein Gesteinsplanet, wie wir heute wissen. Mit fortschreitender Forschung und Beobachtungstechnik konnte die Astronomie überhaupt erst ein Verständnis davon entwickeln, wo genau die Unterschiede zwischen den Planeten und unserer Sonne liegen: Cecilia Paynes geniale Erkenntnis, dass die Sonne nicht aus dem gleichen Material wie die Erde, sondern vielmehr überwiegend aus Wasserstoff und Helium besteht, galt 1925 noch als schwer begreifliche Sensation.

NASA’s Goddard Space Flight Center

(Nicht) leuchtende Gaskugeln

Hier im Vergleich: Die Sonne als typischer Stern und ein masseärmerer Stern betreiben beide die normale Wasserstofffusion. Braune Zwerge können noch Deuterium verbrennen, Jupiter ist zur Fusion nicht mehr fähig.
(Illustration: NASA’s Goddard Space Flight Center)

Heute verstehen wir die Sonne als eine heiße, leuchtende Gaskugel (oder präziser: Plasmakugel). Und schon drängt sich ein erster auffälliger Unterschied zwischen der Sonne und den Planeten auf: Die Sonne leuchtet selbst, die Planeten dagegen reflektieren Sonnenlicht. Doch was genau bringt die Sonne zum Leuchten? Dafür brauchte es die Erkenntnisse der Atom- und Quantenphysik des 20. Jahrhunderts:

 

Im Sonneninneren werden Wasserstoffkerne Schritt für Schritt zu Helium verbacken. Dabei werden Unmengen an Energie frei, die die Sonne im Laufe mehrerer Milliarden Jahren abstrahlt. Dieser Prozess wird als Wasserstofffusion oder – eigentlich unkorrekt – auch als Wasserstoffbrennen bezeichnet. Meist wird diese Brennphase als das ausschlaggebende Kriterium für einen Stern angesehen: Ein Stern muss irgendwann während seines Lebens einmal Wasserstoff verfeuern. Tut er das noch nicht, ist er ein Protostern. Tut er es nicht mehr, ist er eine Sternenleiche oder auf dem besten Weg dorthin.

 

Ist damit also alles andere ein Planet? So einfach ist es leider nicht. Bereits Anfang der 1960er-Jahre wurde darüber spekuliert, ob es möglicherweise eine Art Zwischenkategorie von Himmelsobjekten geben könnte, bei denen doch wenigstens eine schwächere Fusionsform zündet. Somit wären sie schwerer als Planeten, würden aber trotzdem selbst leuchten können. Die Existenz solcher Objekte ist erst seit den 1990ern gesichert: Diese sogenannten Braunen Zwerge sind relativ leuchtschwach und dadurch schwieriger aufzuspüren. Zudem sind sie wesentlich kühler als die kühlsten Sterne und weniger massereich: Üblicherweise besitzen Braune Zwerge 13 bis etwa 80 Jupitermassen. Die untere Grenze von 13 Jupitermassen markiert nach allgemeiner Lehrmeinung nun wirklich den Übergang zu planetaren Objekten: Leichtere Gaskugeln können nicht mal mehr die sogenannte Deuteriumfusion zünden – dabei wird Deuterium (also Wasserstoff mit zwei Protonen im Kern) zu Helium verschmolzen. Manchmal werden diese Objekte auch als fehlgeschlagene Sterne bezeichnet.

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