Beobachtungstipp im Januar 2016

Das ist aber ein dicker Hund - dort im Großen Hund. Gemeint ist nicht etwa Sirius, der als hellster Stern des Firmaments uns in Winternächten anfunkelt. Im Großen Hund findet man noch etwas Größeres. Der Rote Überriese VY Canis Majoris gehört zu den größten Sternen, die wir kennen. Bis vor einigen Jahren galt er als größter bekannter Stern der Milchstraße. Neue Messungen verdrängen ihn auf Platz 2 oder 3. Das letzte Wort dazu ist aber bestimmt nicht gesprochen. Um sich eine Vorstellung von den Dimensionen eines solchen Sterns zu machen, vergleichen wir ihn mal mit der Sonne. Zur Erinnerung: Unsere Sonne besitzt einen Durchmesser von nahezu 1,4 Mio. km und eine Masse von 2x10^30kg. Das sind unvorstellbare Zahlen. Wir können uns die Situation vielleicht besser im Modell unseres Planetenwegs vorstellen. Der Maßstab ist dort 1:1.000.000.000.

Der Durchmesser der Sonne schmilzt auf 1,4m zusammen. Die Masse unserer Sonnenkugel müsste maßstäblich bei 2000kg liegen. Das wäre eine Herausforderung für den Statiker. Eine Oberflächentemperatur von 6.000°C liefert in 150m Entfernung ebenfalls die von der Sonne gewohnten 1.400 Watt Heizleistung pro Quadratmeter. Tauschen wir die Sonne gegen den hellen Sirius aus, so gestaltet sich das Planetenwegmodell folgendermaßen: Sirius übertrifft die Sonne um das 1,7fache. Die Siriuskugel hätte einen Durchmesser von 2,4m. Die Temperatur der Oberfläche liegt bei 10.000°C. Warme Zeiten brächen für die Erde an. Jeder Quadratmeter würde mit 36.000 Watt bestrahlt. Erst im Orbit des Jupiters fänden wir für uns normale Verhältnisse vor.

Bekanntlich wird die Sonne in 5 bis 6 Milliarden Jahren ihr Volumen vergrößern und zum Roten Riesenstern werden. Wie sähe unser Planetenwegmodell dann aus? Nun ja. Mal abgesehen davon, dass wir sehr langlebige Materialien verwendet haben, die durchaus bei guter Pflege Zeuge des Roter Riese-Stadiums sein könnten, wird es an Menschen mangeln, die sich darum kümmern können. Zudem hätte die geologisch aktive Erde die Spuren menschlicher Aktivitäten weitgehend beseitigt. Aber schauen wir trotzdem in die Zukunft des Sonnensystems und vergleichen es mit dem Modell des Planetenwanderweges. Ein schönes Beispiel für einen Roten Riesenstern ist der Stern Arkturus. Seine Masse ist geringfügig größer als die der Sonne. Sein Durchmesser übertrifft den unserer Sonne aber schon um das 25fache. Selbst ein Heißluftballon wäre für dieses Modell zu klein. Die Sonne würde aber noch nicht an die inneren Planeten heranreichen. Im späten Stadium eines Roten Riesen bläht sich der Stern weiter auf und verliert durch starke Sonnenwinde einen Teil der Masse. Merkur und Venus, vielleicht auch die Erde, werden dann zeitweise innerhalb der Sonne sein.

Aber das ist alles nichts gegen VY CMa. Nähern wir uns von Weitem: Im Teleskop erscheint er uns als Stern 8. Größe. Er ist also gerade mit dem Fernglas zu finden. Seine Entfernung liegt bei 3.900 Lichtjahren. Die Sonne ist bei dieser Distanz ein Sternchen 17. Größe. Wir könnten sie selbst mit dem Sternwartenteleskop nicht sehen.

Lassen wir mal alle finanziellen und genehmigungstechnischen Hürden beiseite und legen diesen riesigen Stern an die Stelle unserer Sonne und wundern uns über die Gestaltung des Pröbstingsees. Das Sternmodell wäre von der ISS aus gut zu sehen. Möge man die Erde soweit vom Stern entfernen, dass er die gleiche Größe am Himmel einnimmt, wie unsere Sonne, so müsste man das Planetenmodell der Erde in 180km Entfernung aufbauen, etwas nördlich von Frankfurt. Der Stern an sich hätte den Durchmesser der Jupiterbahn, sogar etwas darüber hinaus. Man möge sich eine Kugel vorstellen, deren Querschnitt in etwa die Fläche des gesamten Pröbstinggeländes einnehmen würde. So genau kann man das nicht sagen. Der große Stern hat keine feste Oberfläche. Es ist eine riesige strahlende Gaskugel, deren Dichte von außen nach innen zunimmt. VY CMa ist ein Stern, der seine letzte Lebensphase eingenommen hat. Er ist bereits instabil und verliert eine Menge an Materie. Das Hubble Space Teleskope lieferte im Jahr 2007 eine sehr detailreiche Aufnahme von VY CMa, die den eingehüllten Stern erkennen lässt. Die zum Teil komplexen chemischen Verbindungen der Gaswolke um den Stern sorgen für eine Abschwächung des Lichtes. Die Lebenserwartung dieses Riesen liegt bei kleiner 3 Mio. Jahre. Wahrscheinlich ist in wenigen Jahren das Ende des Sterns nahe. Kosmologisch betrachtet also eher ein Lichtblitz als ein Stern. Die Sonne ist mindestens 10.000 mal ausdauernder. Am Ende von VY CMa steht ein schwarzes Loch mit unermesslicher Dichte. Die Masse des Roten Überriesen wird mit 30-40 Sonnenmassen angegeben. Angesichts der Größe der Sterns ist das nicht viel. Die durchschnittliche Dichte ist 50-90 Millionen mal geringer. Die riesige Kugel am Pröbstingsee würde gerade mal 70t wiegen.

Solche Sterne sind sehr selten und ihre Entstehungsgeschichte ist nicht geklärt. Möglicherweise sind es mehrere Sterne, die zu einem solchen Riesenstern verschmelzen. Die geringe Dichte und die enorme Strahlung, die von den Riesensternen ausgeht sorgt dafür, daß Sternmaterie das Gravitationsfeld des Sterns verlassen kann. Irgendwo dort gibt es also eine Obergrenze für Sterne. Bisher wurden keine Sterne entdeckt, die mehr als den 1.500-1.700fachen Sonnendurchmesser besitzen. Große Sterne sind sowieso seltener, weil sie einfach nicht so oft entstehen und ihre Lebensdauer um ein vielfaches kürzer ist als bei kleineren Sternen.

Zum Schluss betrachten wir noch mal Beteigeuze. Beteigeuze, der Schulterstern des Orion, ist Inbegriff des Roten Riesen. Fast täglich schauen Astronomen sorgenvoll zu ihm, ob er noch durchhält und nicht zur Supernova geworden ist. Dies soll innerhalb der nächsten Tausend bis Hundertausend Jahre geschehen. Damit hätte er gerade mal 3 Millionen Jahre als Stern existiert. Nun aber zu den Ausmaßen des Riesensterns: Beteigeuze hat den 660-fachen Durchmesser der Sonne. Er würde das Sonnensystem fast bis zum Asteroidengürtel ausfüllen. Sein Volumen ist aber nur 1/10 des Sterns VY CMa. Die Masse des Sterns ist mit 20 Sonnenmassen angegeben. Somit ist Beteigeuze übrigens auch ein Kandidat für ein Schwarzes Loch. Beteigeuzes Durchmesser im Planetenmodell entspräche der Länge des Pröbstingsees. Seine Außenbereiche sind sehr dünn und er erscheint aus der Nähe wie eine große, leuchtende Wolke. Er ist aber mit 650 Lichtjahren sechs mal näher als VY CMa. Mit dem VLT-Teleskop und mit dem Hubble Space Teleskop gelang es sogar, Oberflächendetails sichtbar zu machen, eine Leistung, die bisher nur bei der Sonne gelang.

Als Resümee kann man froh darüber sein, daß es nur wenige dieser Riesensterne gibt. Nicht nur als Erbauer von Planetenwegen hätte man seine Schwierigkeiten. Die extremen Energieausbrüche bei den Supernova-Ereignissen hätten die Entwicklung von Leben in der Nachbarschaft sehr schwer gemacht. Sehen wir uns diese wahren Sternmonster besser aus sicherer Entfernung an...

Sternfreundliche Grüße,
Christian Overhaus