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Allgemein

Sterne Geburtswehen und Todeshauch

Die Schleier im All: Werden und Vergehen im kosmischen Kreislauf

„Woher nährt der Himmel seine Sterne?“, wunderte sich der römische Dichter und Philosoph Lukrez schon vor über zwei Jahrtausenden. Die moderne Astronomie hat diese Frage beantwortet: Die Sterne wachsen aus Gas und Staub heran und ernähren sich durch die Verschmelzung von Atomkernen, woraus sie Strahlung und schwerere Elemente erzeugen.

Anfang und Ende des Sternenlebens haben eine verblüffende Ähnlichkeit: Filigrane Wolken aus irisierendem Gas betten gleichsam das brachiale und oftmals sehr massereiche Dasein der Gestirne ein. Aus Staub werden sie geboren, und zu Staub zerfallen sie wieder – jedenfalls zum Teil, denn es bleiben auch Ruinen der ausgebrannten Sonnen übrig: Weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher.

„Und die Sterne, immer größer, | Glühen auf mit Lustgewimmel, | Und am Ende, groß wie Sonnen | Schweifen sie umher am Himmel“, dichtete Heinrich Heine. Genau das geschieht: Kurz vor der Erschöpfung ihres Kernbrennstoffs blähen sich die Sonnen noch einmal auf – sie werden Rote Riesen (bild der wissenschaft 11/2000, „Feurige Apokalypse“). Dabei sprengen sie ihre äußeren Schichten in den Weltraum, was von fern betrachtet zu grandiosen Farben- und Formenspielen führt. Am Ende seiner Geschichte lässt jeder Stern unweigerlich seine Hüllen fallen. Davon zeugen die Planetarischen Nebel (bild der wissenschaft 2/2001, „Kosmischer Striptease“). Diese Bezeichnung hat nichts mit Planeten zu tun – damit wurden die kosmischen Gespinste freilich einst verwechselt – , sondern meint schlicht die bunten Leichentücher im All.

Doch nicht die ewige Ruhe beherrscht das All, sondern eine frappierende Wiedergeburt: Die Trümmer erloschener Sterne sind der Rohstoff der nächsten Generation. Dieser kosmische Kreislauf der Materie betrifft uns existenziell. Denn mit Ausnahme der Wasserstoff-Atome, die bereits im Urknall entstanden sind, stammen fast alle Elemente auf der Erde, unsere Körper eingeschlossen, aus der Asche ausgebrannter Sonnen. Jedes einzelne Kohlenstoff-, Stickstoff-, Sauerstoff-, Phosphor- und Eisen-Atom, aus dem wir bestehen, ist im Inneren eines vor Jahrmilliarden Jahren explodierten Sterns erbrütet worden. „We are stardust, billion years of carbon“, wie Joni Mitchell und Crosby Stills Nash & Young so tref-fend sangen. Wir sind Kinder des Kosmos.

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Enger kann der Mensch mit dem ganzen All nicht verbunden sein. Und er wird freilich, den Sternen gleich, auch wieder zu Staub werden – also eine weitere Runde im kosmischen Kreislauf drehen, als Nahrung für neue Sterne.

Das sind physikalische und zugleich poetische Einsichten. Deshalb soll hier die Poesie das letzte Wort haben. Novalis brachte es auf den Punkt: „Die Sternenwelt wird zerfließen | Zum goldnen Lebenswein. | Wir werden sie genießen | Und lichte Sterne sein.“

Kosmische Leichentücher bezeugen den Kreislauf der Materie: Aus der Asche sterbender Sterne werden sich neue Sonnen formen.

Seit dem 1. März 2002 hat das Hubble-Weltraumteleskop eine neue Hochleistungskamera: die Advanced Camera for Surveys (ACS). Sie hat sich inzwischen bewährt – wie auch die Bilder dieses Artikels zeigen, die größtenteils von ihr stammen.

ACS wurde im Rahmen der Space-Shuttle-Mission STS-109 von der Raumfähre Columbia ins All befördert, wo sie die Faint Object Camera (FOC) ersetzte, die fast zwölf Jahre lang gute Dienste geleistet hatte. Der Einbau der ACS steigerte Hubbles Leistungsfähigkeit beträchtlich:

Das Gesichtsfeld ist nun doppelt so groß und damit für Himmelsdurchmusterungen (Surveys) besser geeignet, etwa zur Erforschung der Galaxienverteilung.

Das Auflösungsvermögen der ACS beträgt das Zweifache der FOC und ermöglicht somit noch schärfere Aufnahmen von Gasnebeln und Galaxienzentren.

Die Lichtempfindlichkeit der ACS schlägt FOC um das Fünffache.

Mit der ACS ist die Effektivität der Datenausbeute sogar zehnmal so hoch. Die Hochleistungskamera wurde vom Space Telescope Science Institute und der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, in Zusammenarbeit mit anderen Universitäten der USA und Europas gebaut. Sie vereint drei Kameras in sich, die Wellenlängen vom Nahen Infrarot (1000 Nanometer) über den sichtbaren Bereich bis ins kurzwellige Ultraviolett (120 Nanometer) erfassen. Es gibt einen Weitwinkel-Modus, einen Hochauflösungs-Modus und eine Art „Sonnenbrille“, die das sichtbare Licht blockiert, um die UV-Empfindlichkeit zu erhöhen. Das ist beispielsweise bei der Beobachtung heißer Riesensterne von Vorteil.

Rüdiger Vaas

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