Wie ein Stern entsteht

Von einer kalten, dunklen Wolke zu einem rotierenden Kern, einer Scheibe mit Jets, entstehenden Planeten und zündender Kernfusion

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Schritt für Schritt

Eine kalte, dunkle Wolke

Was gemessen und was gezeichnet ist: Die Temperaturen stammen aus dem Radiolicht des Gases und dem Leuchten des Staubs. Die Wolke hier ist gezeichnet: Ihre Klumpen entstehen aus Rauschen, nicht aus der Karte einer echten Wolke, und die Sterne dahinter sind der eigene Himmel der App.

Etwas drückt sie zusammen

Was auch immer das Gas zusammendrückt, bringt also Sterne hervor. Die Druckwelle einer Supernova, die Winde heißer junger Sterne, zusammenstoßende Wolken oder das langsame Gedränge des Gases beim Durchqueren eines Spiralarms können Teile einer Wolke über die Grenze schieben. Kurzlebige radioaktive Atome in den ältesten Meteoriten deuten darauf hin, dass eine nahe Supernova die Geburt der Sonne mit angestoßen haben könnte.

Was gemessen und was gezeichnet ist: Die Jeans-Masse wird mit ihrer Formel aus gemessenen Temperaturen und Dichten berechnet. Die Stoßwelle ist als blasse Fläche gezeichnet; eine echte wäre für das Auge unsichtbar. Auch Magnetfelder und Turbulenz stützen Wolken, deshalb brauchen echte Kerne oft mehr als die Jeans-Masse.

Der Kern stürzt ein

Solange das Gas dünn ist, entweicht die Wärme des Falls als Infrarotlicht, und der Kern bleibt kalt. Sobald die Mitte dicht genug ist, um sie festzuhalten, staut sich die Wärme, der Druck steigt, und ein heißer Kern entsteht: der Keim eines Protosterns. Der Fall ist hier in Sekunden gezeichnet statt in hunderttausend Jahren.

Ein Protostern und seine Scheibe

Das rotierende Gas flacht sich zu einer Scheibe um einen neugeborenen Protostern ab. Noch in einen Kokon aus Staub gehüllt, ist er nur im Infrarot- und Radiolicht zu sehen, und er wächst, indem er sich aus der Scheibe nährt.

In dieser Phase, von Astronomen Klasse 0 genannt, ist der Protostern jünger als etwa hunderttausend Jahre und hat erst einen Teil seiner endgültigen Masse gesammelt. Er leuchtet durch die Energie des auf ihn prallenden Gases, doch sein Staubkokon schluckt dieses Licht und glüht im Infraroten. Die Infrarotkameras von Webb und Radioteleskope wie ALMA blicken bis zu ihm hindurch.

Was gemessen und was gezeichnet ist: Protosterne, ihre Scheiben und Kokons sind auf Infrarot- und Radiobildern zu sehen, und ihre Größen werden daraus gemessen. Hier ist das Leuchten des Protosterns viel größer als der Stern gezeichnet und der Staub dünner, als er ist, damit man hineinsehen kann.

Jets: Herbig-Haro-Objekte

Wo ein Jet in das langsamere Gas um ihn herum prallt, heizen Stoßwellen das Gas auf, und es leuchtet. George Herbig und Guillermo Haro untersuchten solche Flecken um 1950, ohne schon zu wissen, was sie erzeugt; heute kennt man Hunderte. Webbs Infrarotbild von HH 211 aus dem Jahr 2023 zeigt Wasserstoffmoleküle, die entlang des Jets dort leuchten, wo Stoßwellen ihn treffen.

Was gemessen und was gezeichnet ist: Die Geschwindigkeiten stammen aus Dopplerverschiebungen und aus Knoten, die sich zwischen Jahre auseinanderliegenden Aufnahmen bewegen. Die Jets sind hier kürzer gezeichnet als echte, die sich über Lichtjahre erstrecken können, und ihre Knoten wandern viel schneller nach außen als in Wirklichkeit.

Leuchten ohne Fusion

T-Tauri-Sterne sind nach dem ersten gefundenen benannt, einem Stern im Stier, dessen Helligkeit schwankt. Sie schwanken unregelmäßig, wenn Gasklumpen aus der Scheibe auf ihnen landen, und sind oft heller als die Sonne, obwohl kühler, weil sie mehrfach größer sind. Ihre Winde und ihr Licht räumen das Gas um sie herum langsam fort.

Die Fusion zündet

Ein Stern bleibt den größten Teil seines Lebens auf der Hauptreihe und fusioniert stetig Wasserstoff: bei der Sonne etwa zehn Milliarden Jahre. Was gezeichnet ist: Der Stern ist viel größer dargestellt, als er in diesem Maßstab wäre, und sein Aufhellen, das Millionen Jahre dauert, ist auf Sekunden beschleunigt und verläuft nur gleichmäßig.

Kinderstuben, die wir sehen

Der Orionnebel ist die uns nächste große Kinderstube: eine leuchtende Wolke, erhellt und aufgerissen von den heißen jungen Sternen des Trapezes in seinem Herzen. Unterhalb des Oriongürtels erscheint er dem bloßen Auge als verschwommener Stern im Schwert des Jägers. Hubble fand viele seiner jungen Sterne in eigene Scheiben gehüllt, den Rohstoff für Planeten.

Was gemessen und was gezeichnet ist: Das rosa Leuchten solcher Nebel ist von ultraviolettem Licht angeregter Wasserstoff, das Türkis stammt von Sauerstoff, beides in ihren Spektren gemessen. Die Kinderstube hier ist gezeichnet, keine Karte einer echten: dichte dunkle Säulen, die auf die heißen Sterne zeigen, die sie beleuchten, so wie bei den Säulen der Schöpfung.