In der Antike dachten die Menschen, die Sterne seien die Seelen lebender Menschen oder Nägel, die den Himmel hielten. Sie fanden viele Erklärungen dafür, warum die Sterne nachts leuchten, und die Sonne galt lange Zeit als ein völlig anderes Objekt als die Sterne.
Das Problem thermischer Reaktionen in Sternen im Allgemeinen und auf der Sonne, dem uns am nächsten liegenden Stern im Besonderen, beschäftigt Wissenschaftler in vielen Bereichen der Wissenschaft seit langem. Physiker, Chemiker und Astronomen versuchten herauszufinden, was zur Freisetzung thermischer Energie begleitet von starker Strahlung führt.
Chemiker glaubten, dass in Sternen exotherme chemische Reaktionen ablaufen, die zur Freisetzung großer Wärmemengen führen. Die Physiker waren sich nicht einig, dass in diesen kosmischen Objekten Reaktionen zwischen Substanzen stattfinden, da über Milliarden von Jahren keine Reaktion so viel Licht erzeugen konnte.
Als Mendeleev seine berühmte Tabelle schrieb, begann eine neue Ära in der Erforschung chemischer Reaktionen – radioaktive Elemente wurden gefunden und bald waren es die radioaktiven Zerfallsreaktionen, die die Hauptursache für die Strahlung von Sternen waren.
Die Debatte hörte für eine Weile auf, da fast alle Wissenschaftler diese Theorie als die geeignetste erkannten.
Moderne Theorie über Sternstrahlung
Im Jahr 1903 wurde die bereits etablierte Idee, warum Sterne leuchten und Wärme abgeben, vom schwedischen Wissenschaftler Svante Arrhenius auf den Kopf gestellt, der die Theorie der elektrolytischen Dissoziation entwickelte. Nach seiner Theorie sind Wasserstoffatome die Energiequelle in Sternen, die sich miteinander verbinden und schwerere Heliumkerne bilden. Diese Prozesse werden durch starken Gasdruck, hohe Dichte und Temperatur (etwa fünfzehn Millionen Grad Celsius) verursacht und finden im Inneren des Sterns statt. Diese Hypothese wurde von anderen Wissenschaftlern untersucht, die zu dem Schluss kamen, dass eine solche Fusionsreaktion ausreicht, um die enorme Energiemenge freizusetzen, die Sterne produzieren. Es ist auch wahrscheinlich, dass die Wasserstofffusion dazu führen würde, dass Sterne mehrere Milliarden Jahre lang leuchten.
Bei einigen Sternen ist die Heliumsynthese beendet, sie leuchten jedoch weiter, solange sie über genügend Energie verfügen.
Die im Inneren von Sternen freigesetzte Energie wird in die äußeren Bereiche des Gases, an die Oberfläche des Sterns, übertragen und beginnt dort in Form von Licht auszustrahlen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass Lichtstrahlen viele Zehntausende oder sogar Hunderttausende von Jahren von den Kernen der Sterne bis zur Oberfläche wandern. Danach erreicht die Strahlung die Erde, was ebenfalls viel Zeit in Anspruch nimmt. So erreicht die Strahlung der Sonne unseren Planeten in acht Minuten, das Licht des zweitnächsten Sterns Proxima Centrauri erreicht uns in mehr als vier Jahren und das Licht vieler Sterne, die mit bloßem Auge am Himmel sichtbar sind ist mehrere tausend oder sogar Millionen Jahre gereist.
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Was sind Sterne?
Jeder Stern ist eine riesige Kugel aus heißen Gasen. Typischerweise macht Wasserstoff etwa 90 % aus, Helium etwas weniger als 10 %, der Rest stammt aus Beimischungen anderer Gase. Im Zentrum des Sterns muss eine Temperatur von etwa 6.000.000 °C herrschen, damit eine thermonukleare Reaktion stattfinden kann. Bei einer thermonuklearen Reaktion wird Wasserstoff in Helium umgewandelt und dabei eine enorme Energiemenge freigesetzt. Diese ausbrechende Energie verhindert, dass der Stern aufgrund seiner eigenen Gravitationskräfte schrumpft, und wird in Form von Licht in den Weltraum abgegeben. Die kleinsten Sterne sind etwa zehnmal kleiner als die Sonne. Die größten bekannten Sterne sind 150-mal größer als die Sonne.
Wie können wir die Sterne erreichen?
Der uns am nächsten gelegene Stern ist Proxima aus dem Alpha-Centauri-System. Die Entfernung dazu beträgt 4,22 Lichtjahre. Um mit der heute erreichbaren Geschwindigkeit dorthin zu fliegen, wird es mehrere tausend Jahre dauern. Dazu ist es notwendig, ein Raumschiff zu entwickeln, das das Leben mehrerer Generationen von Menschen sichert. Es gibt noch keine Technologien, die dies ermöglichen würden. Andererseits ist es möglich, ein Raumschiff zu entwickeln, das möglichst nahe an der Lichtgeschwindigkeit fliegen könnte. Aber ein solches Schiff gibt es noch nicht. Schon lange träumen Menschen davon, zu den Sternen zu fliegen. Wissenschaftler arbeiten seit vielen Jahren an diesem Problem, aber bis es endgültig gelöst ist, wird noch viel Zeit vergehen.
Warum leuchten Sterne?
Ein Stern ist ein Himmelskörper, der von der Erde aus als leuchtender Punkt am Nachthimmel zu sehen ist. Im Allgemeinen sind Sterne riesige Kugeln aus heißen Gasen. In ihrem zentralen Teil erreicht die Temperatur 6.000.000°C. Bei dieser Temperatur findet eine thermonukleare Reaktion statt, bei der Wasserstoff in Helium umgewandelt wird. Dabei wird eine enorme Energiemenge freigesetzt. Diese Energie dringt aus dem Zentrum des Sterns an die Oberfläche und wird in Form von Licht in den Weltraum abgegeben. Interessanterweise werden Sterne oft als die Hauptkörper des Universums bezeichnet, da sie den Großteil der leuchtenden Materie in der Natur enthalten.
Wie entstanden Sterne?
Wenn Sie durch ein Teleskop in den Sternenhimmel schauen, werden Sie feststellen, dass es neben Sternen auch verschiedene Arten und Formen von Nebeln gibt, die zur Geburtsstätte neuer Sterne werden können. Irgendwann in seiner Entwicklung kann jede Gas-Staub-Wolke eines Nebels beginnen, dichter zu werden. Es wird zu einer Kugel gepresst und auf eine hohe Temperatur erhitzt. In dem Moment, in dem die Temperatur etwa 6.000.000 °C erreicht, beginnt eine thermonukleare Reaktion. Bei der Reaktion wird Wasserstoff in Helium umgewandelt und eine enorme Energiemenge freigesetzt, die an die Oberfläche durchbricht und in Form von Licht in den Weltraum abgegeben wird. Genau das ist unsere Sonne jetzt.
Welche Arten von Sternen gibt es?
Unter den Sternen gibt es Weiße und Rote Zwerge, Novae und Supernovae sowie Neutronensterne. Wissenschaftler nennen sie je nach Masse, Zusammensetzung und Eigenschaften des von ihnen emittierten Lichts auf die eine oder andere Weise.
Darüber hinaus teilen Astronomen Sterne in Klassen ein, die durch Buchstaben bezeichnet werden: O, B, A, F, G, K, M. Um sich diese Reihenfolge zu merken, haben sie eine spezielle Formel entwickelt, bei der der erste Buchstabe jedes Wortes ( (in der englischen Version) heißt die Klasse der Stars: One Shaved Englishman Chewed Dates Like Carrots. Sterne verschiedener Klassen unterscheiden sich in Farbe, Helligkeit und Masse.
Was sind Neutronensterne?
Ein großer Stern leuchtet etwa 30 Milliarden Jahre lang. Dann verwandelt er sich in einen Überriesen und pulsiert weitere 70 Milliarden Jahre. Wenn der Brennstoff vollständig verbrennt und alle thermonuklearen Reaktionen, die die äußeren Schichten des Sterns festhalten, aufhören, verwandelt sich der Stern in einen Neutronenstern. Und um ihn herum sind lange Zeit Wellen heißen Gases sichtbar, die in verschiedene Richtungen davon abweichen. Die Größe von Neutronensternen ist klein: Selten haben sie einen Durchmesser von mehr als 20 Kilometern. Die Dichte ist 100 Millionen Mal höher als die Dichte der Erde. Die Schwerkraft auf der Oberfläche eines Neutronensterns ist etwa 100 Milliarden Mal größer als die auf der Erde.
Was ist ein Schwarzes Loch?
Schwarze Löcher sind astronomische Objekte mit erstaunlichen Eigenschaften. Sie ziehen alles mit sehr großer Kraft an sich: Selbst das Licht der Sterne kann ihrer „Falle“ nicht entkommen, sodass uns die Löcher selbst schwarz erscheinen. Die Besonderheit von Schwarzen Löchern ist ihre sehr große Masse bei relativ geringer Größe. Darüber hinaus ist seine Dichte umso geringer, je schwerer das Schwarze Loch ist. Ein Schwarzes Loch mit einer Masse, die der Masse der Erde entspricht, hätte also eine Größe von etwa 9 Millimetern, und supermassive Schwarze Löcher haben eine Dichte von nur etwa 20 kg/m3, viel weniger als die Dichte von Wasser. Schwarze Löcher entstehen normalerweise aus großen Sternen, bei denen thermonukleare Reaktionen zum Stillstand gekommen sind. Diese Sterne beginnen zu kollabieren, bis ein Schwarzes Loch entsteht.
Was ist ein Doppelstern?
Viele der uns bekannten Sterne sind Vielfache, das heißt, sie bestehen aus mehreren Sternen, die sich umeinander drehen. Der uns am nächsten gelegene Mehrfachstern ist das Dreifachsystem Alpha Centauri. Es besteht aus drei Teilen: Alpha A Centauri, Alpha B Centauri und Proxima. Das hellste Mehrfachsternsystem ist Sirius. Es besteht aus zwei Teilen: Sirius A und Sirius B. Letzterer hat zudem im Verhältnis zu seiner Größe eine ungewöhnlich große Masse. Es war der erste Weiße Zwerg, der am Himmel entdeckt wurde. Einige Doppelsterne werden Verfinsterungsvariablen genannt. Dabei handelt es sich um Systeme aus zwei Leuchten, bei denen die eine die andere periodisch blockiert. Wenn ein Stern den anderen verdunkelt, nimmt die Helligkeit ab; wenn beide sichtbar sind, ist die Helligkeit am größten.
Jeder Stern ist eine riesige leuchtende Gaskugel, wie unsere Sonne. Ein Stern leuchtet, weil er eine enorme Energiemenge freisetzt. Diese Energie entsteht durch sogenannte thermonukleare Reaktionen.
Jeder Stern ist eine riesige leuchtende Gaskugel, wie unsere Sonne. Ein Stern leuchtet, weil er eine enorme Energiemenge freisetzt. Diese Energie entsteht durch sogenannte thermonukleare Reaktionen.Jeder Stern enthält viele chemische Elemente. Beispielsweise wurde das Vorhandensein von mindestens 60 Elementen auf der Sonne entdeckt. Darunter sind Wasserstoff, Helium, Eisen, Kalzium, Magnesium und andere.
Warum sehen wir die Sonne so klein? Ja, weil es sehr weit von uns entfernt ist. Warum sehen Sterne so winzig aus? Denken Sie daran, wie klein uns unsere riesige Sonne vorkommt – gerade einmal so groß wie ein Fußball. Das liegt daran, dass es sehr weit von uns entfernt ist. Und die Sterne sind viel, viel weiter weg!
Sterne wie unsere Sonne erhellen das Universum um sie herum, wärmen die Planeten um sie herum und geben Leben. Warum leuchten sie nur nachts? Nein, nein, tagsüber leuchten sie auch, nur sieht man sie nicht. Tagsüber erleuchtet unsere Sonne mit ihren Strahlen die blaue Atmosphäre des Planeten, weshalb der Weltraum wie hinter einem Vorhang verborgen ist. Nachts öffnet sich dieser Vorhang und wir sehen die ganze Pracht des Weltraums – Sterne, Galaxien, Nebel, Kometen und viele andere Wunder unseres Universums.
