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Sternengeschichten Folge 673: Das Problem der Roten Überriesen

Es gibt ein Problem mit den Roten Überriesen. Beziehungsweise: Wir haben ein Problem mit ihnen; die Sterne tun das, was sie eh immer tun. Aber am besten ist es, wenn wir ganz am Anfang anfangen. Was sind Rote Überriesen und warum gibt es da ein Problem? Die erste Frage ist einfach zu beantworten; und ich habe darüber ja schon oft hier im Podcast erzählt. Rote Überriesen sind ein spezielles Stadium in der Entwicklung massereicher Sterne. Sterne fusionieren in ihrem Inneren Wasserstoff zu Helium. Wenn der Wasserstoff im Kern des Sterns verbraucht ist, kann auch das Helium als Brennmaterial dienen. Dabei wird mehr Energie frei als vorher; der Stern wird heißer und bläht sich auf. Seine äußere Schichten kühlen dadurch aus und das Resultat ist ein Stern, der sehr viel größer ist als vorher und von außen betrachtet nicht mehr heiß und weiß-blau oder gelblich leuchtet, sondern kühl und rot ist. Also ein großer, roter Stern, den man deswegen auch als roten Riesen bezeichnet. Wenn der Stern aber wirklich sehr, sehr viel Masse hat, kann er dann sogar noch weiter wachsen und ein roter Überriese werden. Denn, und auch das hab ich schon oft erzählt: Die Masse eines Sterns bestimmt, wie hoch der Druck in seinem Zentrum ist und damit auch, wie hoch die Temperatur dort ist. Je höher die Temperatur, desto mehr unterschiedliche Kernfusionsreaktionen können ablaufen. Unsere Sonne schafft es gerade noch, Helium zu fusionieren, aber dann ist Schluss. Sie bläht sich auf, aber nur zu einem Roten Riesen. Erst Sterne, die mehr als circa die 10fache Sonnenmasse haben, können größer werden und am Ende zu einem Roten Überriesen.

In Wahrheit ist der Prozess natürlich sehr, sehr komplexer und wir haben die Entwicklung eines Sterns hin zum roten Überriesen noch nicht vollständig verstanden. Was wir aber auf jeden Fall wissen, ist das, was mit dem Roten Überriesen im weiteren Verlauf seiner Existenz passiert. Kurz gesagt: Er explodiert und es findet das statt, was man "Supernova" nennt. Und damit nähern wir uns dem Problem, um das es in dieser Folge geht.

Wir sehen überall in der Milchstraße die Überreste von solchen Explosionen. Was wir in unserer Milchstraße eher selten sehen, ist eine Supernova selbst. Die letzte haben wir im Jahr 1604 beobachtet, und da gab es noch keine Teleskope. Seit damals haben wir Supernova-Explosionen in anderen Galaxien gesehen, zum Beispiel die berühmte Supernova 1987A, die 1987 in der Großen Magellanschen Wolke, einer unsere Nachbargalaxien, stattgefunden hat. Aber auch wenn es die Nachbargalaxie ist, ist es trotzdem sehr, sehr weit weg und schwer zu beobachten. Es wäre sehr hilfreich für die Astronomie, wenn wir so ein Ereignis etwas näher und mit all den modernen Instrumenten beobachten können.

Aber das ist noch nicht das Problem, um das es geht. Das kommt gleich, keine Sorge. Eine Supernova ist kaum zu übersehen. Die Explosion ist so hell, dass wir sie selbst dann sehen können, wenn sie in einer weit entfernten Galaxie stattfindet. Wir wissen dann also, dass dort ein Stern explodiert sein muss. Was wir nicht wissen: Welcher Stern das war. Denn davor war dieser Stern ja deutlich weniger hell und mit großer Wahrscheinlichkeit so wenig hell, dass wir ihn nicht oder nur schwer von der Erde aus sehen können.

Das ist ein wenig unbefriedigend, denn eigentlich wollen wir ja nicht nur die Supernova beobachten, sondern auch wissen, wie der Stern davor ausgesehen und sich verhalten hat. Wir wollen den ganzen Prozess sehen; wir wollen wissen, welche Sterne auf welche Weise explodieren, und so weiter. Wir haben zwar gute Theorien darüber, wie sich Sterne entwickeln und wie dann die Explosion abläuft, mit der sie ihre Existenz beenden. Aber jede Theorie muss sich am Ende an den realen Beobachtungen messen lassen.

Es geht also um das, was in der Astronomie als "Vorläuferstern einer Supernova" genannt wird u