Hast Du dich jemals gefragt, warum die Sonne so viel größer ist als alle Planeten, obwohl sie kaum größer scheint als ein Vollmond? Dabei ist die Sonne, auch wenn sie verglichen mit unseren Planeten im Sonnensystem riesig erscheint, nur ein kleiner Tropfen im Ozean des Universums. Es existieren Sterne mit Maßen, die selbst Science-Fiction Autoren Konkurrenz machen würden.
Gibt es aber auch verschiedene Arten von Sternen? Und was unterscheidet sie voneinander?
Sterne Größenvergleich: Sternenarten
Sterne sind nicht einfach leuchtende Kugeln, die im Universum vor sich hin schweben. Es wird zwischen verschiedenen Kategorien bzw. Lebenszyklen von Sternen unterschieden. Die treibende Kraft von Sternen kommt aus ihren Kernen im Inneren, wo eine große Menge Energie infolge von Kernfusion frei wird. Die Art und Geschwindigkeit, wie diese Fusion abläuft, ist maßgeblich für die Lebensdauer und Größe eines Sterns verantwortlich.
Wusstest Du, dass Kernfusion auch auf der Erde möglich ist? Schon seit Jahrzehnten forschen Wissenschaftler aus aller Welt an diesem Thema, denn ein funktionierendes Fusionskraftwerk würde praktisch unbegrenzten sauberen Strom bedeuten.
Bis heute gibt es noch viele technische Hürden, da es noch nicht gelungen ist, eine positive Energiebilanz zu erzeugen. Allerdings existieren zum jetzigen Zeitpunkt bereits einige vielversprechende Forschungsprojekte zu diesem Thema. Hier siehst Du ein Bild des Plasmas aus dem Inneren eines Fusionsreaktors während des Betriebes:
Der am häufigsten vorkommende Sternentyp ist der rote Zwerg. Mit einer durchschnittlichen Masse von 10% und einem Radius von 15% der Sonne sind diese vergleichsweise kleinen Sterne gerade noch imstande, eine Wasserstofffusion in ihren Kernen zustande zu bringen. Daher sind sie auch sehr Leuchtschwach und mit bloßem Auge nicht zu erkennen.
Wie wird aber die Helligkeit von Sternen beschrieben?
Helligkeit von Sternen
Die scheinbare Helligkeit eines Sterns gibt an, wie hell ein Stern oder Objekt im Vergleich auf der Erde tatsächlich erscheint. Der Wert entspricht einer logarithmischen Skala und wird "Magnitudo" oder kurz 'mag' genannt. Eine höhere scheinbare Helligkeit entspricht einem dunkleren Stern, dementsprechend haben die hellsten Objekte eine negative Magnitudo.
Da es sich bei der Skala um eine logarithmische Skala handelt, entspricht beispielsweise der Wert 2 mag einer 2,5-fachen Helligkeit des Wertes 3 mag. Mit einer scheinbaren Helligkeit von -26,74 mag ist die Sonne das mit Abstand leuchtstärkste Objekt an unserem Himmel und im Vergleich somit scheinbar 100 Milliarden Mal heller als der Stern Antares.
Wie lassen sich aber die realen Helligkeiten vergleichen, unabhängig von den unterschiedlichen Entfernungen?
Mithilfe der absoluten Helligkeit lässt sich die tatsächliche Helligkeit von einem Himmelkörper beschreiben und vergleichen. Anders als bei der scheinbaren Helligkeit nimmst Du für die absolute Helligkeit stets den gleichen Abstand des zu messenden Objektes vom Beobachter an, dieser Beträgt 10 Parsec oder 32,6 Lichtjahre.
Gemessen an der absoluten Helligkeit hat die Sonne einen Wert von 4,83 mag. Der Stern Antares beispielsweise hat bereits einen Wert von -5,3 – ist im Vergleich zur Sonne demnach 10700 Mal so hell.
Das ist bereits beeindruckend, jedoch im Vergleich zu anderen Objekten im Universum fast unbedeutend klein. Das größte bekannte schwarze Loch Ton 618 hat eine absolute Helligkeit von -30,7 mag und ist damit über 140 Billionen Mal so hell wie die Sonne.
Willst du mehr über das Thema erfahren und wie man die Entfernungen mithilfe der Helligkeit von Sternen abschätzen kann, schau Dir die Erklärung über das Hertzsprung Russell Diagramm an.
Welcher ist aber der größte Stern?
Größter Stern
Bevor die Erkärung losgeht solltest Du allerdings wissen, dass alle aktuellen Daten zum Kosmos mit Vorsicht zu genießen sind, da Astronomen mit der Zeit bessere technische Geräte zum Observieren haben und es regelmäßig zu Änderungen in Daten oder kompletten Neuentdeckungen kommen kann.
Die Frage nach dem größten Stern lässt sich nicht so einfach beantworten. Besonders in den letzten 50 Jahren, hat sich technisch so viel getan, dass es möglich wurde, noch weiter entfernte Galaxien zu betrachten.
Allerdings sind Sterne im Vergleich zu einer Galaxie nahezu unbedeutend klein und demnach konnte die Wissenschaft bisher nur die Größe von Sternen innerhalb unserer Milchstraße bestimmen. Bevor Du lernst, welcher der größte bislang entdeckte Stern ist, schau Dir die theoretische Größe eines Sterns an.
Theoretische Größe
Die Größe eines Sterns hängt von seiner Masse und seinem Alter ab. Ein Stern mit einer großen Masse besitzt proportional dazu auch eine größere Gravitation. Dadurch steigt der Druck im inneren des Sterns stark an und die treibende Energiequelle, die Kernfusion eines Sterns, wird dadurch beschleunigt.
Mit steigender freiwerdender Energie durch die Fusion, steigt auch der Strahlendruck an, der entgegengesetzt zur Gravitation wirkt und den Stern so groß werden lässt, bis ein Gleichgewicht vorherrscht.
Mit jedem neuen, nächstgrößeren Element was fusioniert wird, wird die Reaktion zunehmend endotherm. Ab dem Element Eisen, muss mehr Energie in die Fusion gesteckt werden, als sie erzeugt, weshalb die Gravitationskraft mit der Zeit die Überhand gewinnt, da der Strahlendruck nachlässt und der Stern schrumpft. In der Erkärung über Kernfusion kannst Du mehr darüber erfahren.
Quasisterne
In der Anfangszeit des Universums gab es nach heutigen Theorien sogenannte Quasi-Sterne. Diese hypothetischen Riesensterne entstanden aus Protosternen, also Objekten, welche im Bereich einer kollabierenden interstellaren Wolke und infolge der zunehmenden Gravitation immer mehr Materie bündeln und schließlich zu einem Stern werden.
Ist die Masse einer solchen Wolke groß genug, konnte der Protostern aufgrund der Gravitation kollabieren und zu einem schwarzen Loch werden. Halten die äußeren Schichten des Protosterns dem Kollaps stand, entsteht ein Quasistern – ein Stern, mit einem schwarzen Loch als Kern, welches die Materie des Sterns kontinuierlich in sich aufnimmt.
Quasisterne konnten nur in der frühen Entwicklungsphase des Universums entstanden sein, da zu diesem Zeitpunkt fast ausschließlich nur Wasserstoff und Helium im Kosmos an Materie existiert haben.
Die eigentliche Größe des Quasisterns wird durch den Strahlendruck des schwarzen Lochs hervorgerufen, welches durch die einfallende Materie entsteht und der Gravitationskraft entgegen wirkt. Mit Massen von 1000-10.000 Sonnenmassen, waren diese Sterne um ein Vielfaches größer und heller als alle heutigen bekannten Sterne.
Welcher Stern ist aber der größte entdeckte Stern?
Bekannte rote Überriesen
Um den größten Stern zu finden, kannst Du Sterne betrachten, welche sich am Ende ihres Lebenszyklus befinden.
Den Start macht ein Stern, der lange Zeit als der größte je entdeckte Stern galt, Uy Scuti.
Uy Scuti zählt zu den roten Überriesen, dass bedeutet in seinem Kern werden bereits schwerere Elemente als Wasserstoff fusioniert und damit verbraucht der Stern seinen Brennstoff deutlich schneller als ein Hauptreihenstern. Rote Überriesen haben eine Lebensdauer von wenigen Millionen Jahren, verglichen mit den 10 Milliarden Jahren unserer Sonne ist das sehr kurzlebig.
Uy Scuti
Uy Scuti zählt zu den größten je entdeckten Sternen und mit einer geschätzten Entfernung von ca. 5000 Lichtjahren ist er vergleichsweise nah an der Erde zu finden.
Der Radius dieses Sterns wurde zuletzt 2013 in einer Studie vermessen und auch mit gewissen Ungenauigkeiten bei der Messung seiner Entfernung kamen die Wissenschaftler auf einen Radius von ca. 1700 Sonnenradien, bei einer Masse von 7-10 Sonnenmassen.
Eine Größe von 1700 Sonnenradien ist nur schwer vorstellbar. Ein Vergleich mit der Erde und der Sonne macht die unfassbare Größe von Uy Scuti etwas greifbarer. Wenn die Erde mit 22 cm Durchmesser so groß wie eine Hand wäre, dann hätte die Sonne einen Durchmesser von 24 Metern und Uy Scuti einen Durchmesser von 41 Km.
Wie Du sehen kannst, gibt es Sterne die zwar groß sind, jedoch gleichzeitig so weit entfernt liegen, dass sie selbst mit dieser Größe nur wie ein Punkt am Nachthimmel erscheinen. Gibt es noch weitere bekannte rote Überriesen?
Canis Majoris
VY Canis Majoris teilte sich als roter Überriese den Thron des größten bekannten Sternes. Allerdings wurde in einer Untersuchung im Jahr 2012 seine Entfernung zu unserer Erde nach unten korrigiert und damit ist auch seine rechnerische Größe auf nur noch 1420 Sonnenradien geschrumpft.
Die Besonderheit bei diesem Stern ist seine dichte umgebende Gaswolke, welche einen Großteil des sichtbaren emittierten Lichtes schluckt und den Stern somit deutlich dunkler erscheinen lässt, als seine Leuchtkraft es eigentlich zulassen würde.
Die Helligkeit der Sterne hängt stark von der Entfernung zum Beobachter ab. Ein roter Überriese, welchen Du sogar mit bloßem Auge erkennen kannst, ist Antares.
Antares Stern
Antares ist mit 600 Lichtjahren Entfernung zur Erde einer der nächstgelegenen roten Überriesen und mit einer scheinbaren Helligkeit von 1,09 mag der 16. hellste Stern an unserem Nachthimmel. Gemeinsam mit seinem kleineren Begleitstern α Sco B bilden sie ein Doppelsternsystem.
Ein Doppelsternsystem kommt zustande, wenn 2 Sterne durch ihre Gravitation aneinander gebunden sind und umeinander kreisen. Die Periode einer Umkreisung kann wenige Stunden bis hin zu Jahrtausenden dauern.
Selbst der scheinbar kleine Begleitstern α Sco B hat bereits die 170-fache Leuchtkraft der Sonne. Im folgenden Bild siehst du eine tatsächliche Aufnahme von Antares, die aufgrund seiner relativ geringen Entfernung möglich wurde.
Jetzt hast Du einige bekannte rote Überriesen kennengelernt, deren Größe bereits die unserer Sonne weit übersteigt.
Welcher Stern ist aber der größte beobachtete Stern?
Größter entdeckter Stern
Der bislang größte entdeckte Stern ist Stephenson 2-18, beheimatet im Sternbild Schild. Wie schon Uy Scuti handelt es sich hierbei um einen roten Überriesen, der sich dem Ende seiner Lebensdauer neigt. Der Stern liegt ca. 20.000 Lichtjahre entfernt, in der Nähe des Himmelsäquators.
Sein Radius beträgt etwa das 2158-Fache von dem der Sonne, damit würden über 10 Milliarden Sonnen in diesen Stern passen. Das folgende Bild zeigt dir einen Größenvergleich zur Sonne.
Hast Du gewusst das einige schwarze Löcher zu den größten je beobachteten einzelnen Objekten im Universum zählen?
Das schwarze Loch Ton 618 ist ein Quasar, also ein Schwarzes Loch, welches die Materie um sich herum so stark aufheizt, dass es viele Billionen Mal heller scheint als unsere Sonne.
Es hat einen Durchmesser von über 11 Sonnensystemen. Demnach würde der bislang größte entdeckte Stern Stephenson 2-18 65-mal nebeneinander hineinpassen.
Damit Du nicht den Überblick verlierst, kannst Du Dir mit der folgenden Sternenliste die einzelnen Daten der größten Sterne einfacher merken.
Sterne Liste
Die folgende Liste enthält gemischte Daten aus bekannten einzelnen Sternen, sowie den statistischen Durchschnittsgrößen von Sternarten generell. Als Vergleich siehst Du an erster Stelle das schwarze Loch Ton 618 mit seinen unglaublichen Größen.
| Name des Sterns | Masse [Sonnenmassen] | Radius [Sonnenradien] | Absolute Helligkeit [Magnitudo] | Sterntyp |
| (Schwarzes Loch) Ton 618 | 66.000.000.000 | 280.000 | -30,7 | Quasar |
| Quasi-Stern | 1000-10.000 | 7200 | -19 | Quasi-Stern |
| Stephenson 2-18 | 12-16 | 2158 | -9,36 | Roter Überriese |
| Uy Scuti | 7-10 | 1708 | -6,2 | Roter Überriese |
| Antares | 12 | 700 | -5,28 | Roter Überriese |
| Canis Majoris | 30-40 | 1420 | -9,4 | Roter Überriese |
| Sonne | 1 | 1 | 4,83 | Hauptreihenstern |
| - | 10-50 | 7-30 | (-4,5) - (-9,5) | Blaue Riesen |
| Proxima Centauri | 0,122 | 0,154 | 15,49 | Roter Zwerg |
| - | 0,07-0,08 | 0,1 | 17 | Braune Zwerge |
| Sirius B | ~1 | 0,00864 | 11,43 | Weißer Zwerg |
| - | 1,2-2 | 10-40 [Km] | 20-22 | Neutronensterne |
Bemerkenswert sind die teils riesigen Unterschiede in den Kategorien. So ist ein heller roter Überriese beispielsweise bereits bis zu 3 Billionen Mal heller als ein Neutronenstern. Ebenso beträgt der Größenunterschied zwischen Neutronensternen und roten Überriesen das bis zu 150-millionenfache.
Fast alle der genannten Objekte sind viele Lichtjahre von der Erde entfernt und damit recht ungreifbar.
Wie sieht der Größenvergleich aber innerhalb unseres Sonnensystems aus?
Größenverhältnis Sonnensystem
Unser Sonnensystem ist ein Planetensystem, wobei die einzelnen Planeten durch den Gravitationseinfluss der Sonne in einem konstanten Orbit gehalten werden. Für viele Größen- und Entfernungsvergleiche in der Astronomie wird die astronomische Einheit verwendet.
Die astronomische Einheit (AE) ist definiert durch den Abstand der Erde zur Sonne und beträgt knapp 149 Millionen Km. Sie wird verwendet, um Entfernungen innerhalb des Sonnensystems anzugeben.
Wie verhält sich die Größe von Sternen, wenn Du sie mit unserem Sonnensystem vergleicht?
Größenvergleich Planeten Sterne
Hast Du gewusst, dass unsere Sonne 99,86% der Masse unseres Sonnensystems enthält und einen Durchmesser von über 1.392.000 Kilometern hat? Und das obwohl beispielsweise Jupiter als größter Planet bereits um ein Vielfaches größer und massereicher ist als die Erde.
Sich diese Größen vorzustellen ist nicht leicht, am besten kannst Du einen Vergleich visualisieren, wenn Du bekannte Objekte in Relation zueinander setzt:
Wie Du sehen kannst, sind Sterne sehr vielfältige Objekte. Es gibt sie in Größen einer Kleinstadt bis hin zu Größen, die an unser Sonnensystem heranreichen.
Sterne Größenvergleich - Das Wichtigste
- Rote Überriesen sind die größten observierten Sternarten.
- Neutronensterne sind die kleinsten Sterne, mit einem Durchmesser von wenigen Kilometern.
- Die häufigste Sternenart sind rote Zwerge, mit einem Anteil von 75% aller Sterne.
- Stephenson 2-18 ist mit 2158 Sonnenradien der größte bekannte Stern.
- Aufgrund der großen Entfernung zu anderen Galaxien können bis heute nur Sterne aus unserer Milchstraße vermessen werden. Es ist sehr wahrscheinlich, dass in fremden Galaxien noch größere Sterne zu finden sind.
- Je größer ein Stern, desto kurzlebiger ist er, da er Materie schneller fusioniert.
- Quasisterne sind theoretische Sterne, welche im jungen Universum existiert haben könnten und noch nicht entdeckt wurden. Ihr Kern besteht aus einem schwarzen Loch, welches den Stern langsam von innen heraus verschlingt und gleichzeitig durch den resultierenden Strahlendruck den Stern aufbläht.
- Das größte bekannte einzelne Objekt im Universum ist das schwarze Loch Ton 618.
- Die Sonne gehört zu den Hauptreihensternen und enthält 99,86% der Masse des Sonnensystems.
- Eine astronomische Einheit AE entspricht 149 Millionen Kilometer.
Nachweise
- P. Cruzalèbes, R. G. Petrov 2019. Ein Katalog von Sterndurchmessern und -flüssen für die Interferometrie im mittleren Infrarotbereich
- Nasa, 2012. From Super to Ultra: Just How Big Can Black Holes Get?
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