Die Farben der Sterne

Der Sternenhimmel im September 2018

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Bereits für das bloße Auge zeigen sich einige Sterne in verschiedenen Farben. Aldebaran im Stier leuchtet beispielsweise rot, hingegen erscheint Sirius eher bläulich. Während die Helligkeit eines Sterns am Himmel keine direkten Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Sterns zulässt, weil sie neben seiner Leuchtkraft auch durch seine Entfernung bestimmt wird, ist die Sternenfarbe direkt zu gebrauchen: Sie ist im Wesentlichen ein Indikator für die Oberflächentemperatur. So sind blaue Sterne besonders heiß, rote eher kühl.

Um die Sterne in der Umgebung der Sonne genauer zu klassifizieren, trug der dänische Astronom Ejnar Hertzsprung zu Beginn des 20. Jahrhunderts die absolute Sternenhelligkeit gegenüber der Sternenfarbe auf. Diese Größe ist unabhängig von der Entfernung. In dem Diagramm verteilten sich die meisten Sterne entlang einer Diagonalen. Diese sogenannte Hauptreihe zieht sich von der linken oberen Ecke mit besonders hell leuchtenden, blauen Sternen hinunter in die untere rechte Ecke mit den leuchtschwachen, rötlichen Sternen. Doch nicht immer konnte Hertzsprung den Sternen einer bestimmten Farbe auch eine bestimmte Helligkeit zuordnen. So fand der Forscher auch rötliche Sterne, die deutlich heller strahlten als die übrigen derselben Farbe und führte daraufhin die Unterscheidung zwischen Riesen- und Zwergsternen ein.

Sein amerikanischer Kollege Henry N. Russell verbesserte die Darstellungsweise und präsentierte 1913 das Diagramm als erster der Öffentlichkeit bei einer Tagung der Royal Astronomical Society. Schließlich ging es als Hertzsprung-Russell-Diagramm (HR-Diagramm) in die Geschichte der Astrophysik ein und ist mittlerweile zum wichtigsten Handwerkszeug der Sternen forscher geworden.

Heute tragen Astrophysiker im HR-Diagramm üblicherweise die Leuchtkraft oder die absolute Helligkeit eines Sterns gegenüber seinem Spektraltyp auf. Neben der Farbe und der damit verknüpften Oberflächentemperatur sind bestimmte Spektrallinien in unterschiedlicher Ausprägung charakteristisch für jeden Sterntyp.

Die Bezeichnung der wichtigsten Spektraltypen lautet O, B, A, F, G, K, M. O-Sterne sind äußerst heiße, extrem massereiche Sterne mit Oberflächentemperaturen von 30 000 bis 50 000 Kelvin. Die Sonne ist dagegen ein unscheinbarer Stern mit einer Oberflächentemperatur von 5300 Kelvin vom Spektraltyp G. Sterne des Typs M haben eine Oberflächentemperatur von 2000 bis 3300 Kelvin und eine sehr kleine Masse.

Alle Mitglieder der Hauptreihe bestreiten ihren Energiehaushalt durch Wasserstofffusion im Sterninnern. Hat ein Stern seinen Wasserstoffvorrat dort aufgebraucht, beginnt die Fusion in der Schale um den Heliumkern zu zünden, später beginnt auch der Heliumkern zu fusionieren. Um die dabei frei werdende Energie nach außen zu transportieren, bläht sich die Hülle des Sterns enorm auf und kühlt sich dabei zugleich ab. Der Stern entwickelt sich zum Roten Riesen und später sogar zum Überriesen. Im HR-Diagramm wandert er dabei von der Hauptreihe auf den Roten-Riesen-Ast. Noch später in seiner Entwicklung wird er seine Hülle explosionsartig abstoßen. Übrig bleibt – bei kleiner bis mittlerer Anfangsmasse – der heiß glühende Kern des Sterns, ein Weißer Zwerg, der im HR-Diagramm in der linken unteren Ecke platziert ist. So lassen sich im HR-Diagramm nicht nur die Eigenschaften eines Stern ablesen, sondern auch seine Entwicklungsstufen.

Der Sternenhimmel Anfang September gegen 22:30 Uhr MESZ über Frankfurt am Main.
stellarium/F. Mokler

Position der Sternbilder

Im Monat September finden wir bei Anbruch der Nacht noch das markante Sommerdreieck als Orientierung recht hoch am Südhimmel. Die drei Ecksterne Deneb, Wega und Atair sind die jeweils hellsten Mitglieder der Sternbilder Schwan, Leier und Adler. Mit fortschreitender Nacht bewegen sich diese Konstellationen immer weiter Richtung Westen. Im Anschluss daran tritt von Osten her Pegasus auf den Plan, gefolgt von Andromeda und Perseus. Das großflächige Viereck im Zentrum der Pegasus-Andromeda-Konstellation ist auch als Herbstviereck bekannt. Tief im Osten und Nordosten ragen in der ersten Nachthälfte bereits die ersten Wintersternbilder wie Stier und Fuhrmann über den Horizont.

Lauf des Mondes

Am 3. September steht der abnehmende Halbmond im Sternbild Stier. Zu Neumond befindet sich der Erdtrabant am 9. des Monats zwischen Löwe und Jungfrau. Am 17. September hält sich der wieder zunehmende Halbmond noch im Schlangenträger auf; am 25. September steht der Vollmond zwischen den Konstellationen Walfisch und den Fischen.

Lauf der Planeten

Merkur lässt sich im ersten Monatsdrittel früh morgens am Osthorizont auffinden. Venus zeigt sich in der ersten Monatshälfte noch am Abendhimmel in Südwesten. Mars ist den gesamten Monat über am besten in der ersten Nachthälfte zu beobachten. Jupiter ist ebenfalls noch am Abendhimmel im Südwesten anzutreffen. Der Ringplanet Saturn hält sich in der ersten Nachthälfte am Himmel auf. Uranus durchläuft die Fische und ist in einer dunklen Nacht mit bloßem Auge zu erkennen. Neptun im Wassermann lässt sich nur mit einem Fernglas auffinden.

Tagundnachtgleiche (Äquinoktium)

Am 23. September ist astronomischer Herbstanfang. An diesem Tag durchläuft die Sonne den Herbstpunkt, das heißt, sie durchschreitet auf der Ekliptik den Himmelsäquator von Norden nach Süden. Zu diesem Datum sind Tag und Nacht gleich lang; im sich daran anschließenden Winterhalbjahr sind die Nächte stets länger als die Tage.


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