Author: Angelina Lonsky
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Am 07.05.2022 wurden wir von Konstanze Zwintz, die auf der Universität in Wien Astronomie studierte und ein Doktorat in Astroseismologie abschloss, in die Vorgänge der Sternentstehung eingeführt. Wir erfuhren, unter welchen Bedingungen und an welchen Orten im Universum sich Sterne entwickeln und lernten, welche Eigenschaften neu emporgekommene Sterne besitzen und wie sie sich von älteren Sternen unterscheiden. Außerdem konnten wir einige atemberaubende Bilder von berühmten Sternentstehungsorten bestaunen und spannende Recherchen zu namhaften jungen Sternen anstellen.
Die „Kreißsäle“ unserer leuchtenden Himmelskörper tragen oftmals recht unterhaltsame, ihrer Form geschuldete Namen wie „Christmas Tree Cluster“ oder auch „Adlernebel“ – beides riesige Gaswolken, die sich zu einem Großteil aus Wasserstoff zusammensetzen und deren herumschwirrende Teilchen sich durch die vorherrschende Gravitationskraft verdichten. Durch diese stetig wachsenden Ansammlungen entwickeln sich neue Objekte, deren Masse und Druck im Laufe der Zeit kontinuierlich zunehmen. Die Temperaturen der sich bildenden Wasserstoffkugeln steigen dadurch ebenfalls auf enorme Höhen von etwa 10 Millionen Grad Celsius an, Teilchen verschmelzen miteinander und setzen in diesem Prozess ein enormes Maß an Strahlung frei. Nach einem mehrere Millionen Jahre andauernden Verfahren zündet schließlich die sogenannte Kernfusion – bei der Wasserstoff in Helium umgewandelt wird – und die Geburtsstunde eines neuen Sternes hat geschlagen.
Irgendwann jedoch wird der Stern seinen kostbaren Vorrat an Wasserstoff aufgebraucht haben und somit am Ende seiner Existenz angelangt sein. Auf welche Art und Weise genau er dabei aus unserem Kosmos scheidet, hängt von der Masse ab, die er zu seinen Lebzeiten anhäufen konnte. Ein Stern von der ungefähren Größe unserer Sonne wird sich zu einem sogenannten roten Riesen ausdehnen und dabei mehrere Millionen Kilometer an Durchmesser erreichen, seine äußeren Schichten dann abstoßen und schließlich zu einem enorm dichten, weißen Zwerg zusammenfallen, dessen Funkeln ebenfalls immer weiter abnimmt und letztendlich vollkommen erlischt. Wesentlich spektakulärer lässt sich hingegen der Tod eines Sternes bestaunen, dessen Masse mehr als das Achtfache unseres Zentralgestirns beträgt, den es in einem explosionsartigen, „Supernova“ getauften Vorgang zerreißt. Alles was von den ehemaligen Leuchtkörpern dann für die Nachwelt erhalten bleibt, sind winzige und enorme Dichte besitzende Objekte, die als Neutronensterne oder Schwarze Löcher bezeichnet werden und von glühend heißen Gaswolken umhüllt sind. Sauerstoff, Kohlenstoff, Eisen und andere entstandene Elemente verstreuen sich dabei großräumig im Universum und können unter Umständen an anderen Orten dazu beitragen, einen erneuten Sternentstehungsprozess in Gang zu setzen – das Universum recycelt sich also sozusagen selbst.
Nach den Schilderungen dieser spannenden Sternenbiografie widmeten wir uns auch dem Themenbereich, dessen Erwähnung in uns allen wohl die größte Neugierde geweckt hatte: die Melodie der Sterne. Tatsächlich, die funkelnden Glitzerscheiben, die wir abends an unserem Nachthimmel bestaunen können, besitzen eine musikalische Ader. Wie das funktionieren soll? Sterne leuchten nicht bloß träge und bequem vor sich hin, sondern in ihrem Inneren brodeln ständig stattfindende Schwingungen, die bei genauer Betrachtung durch ein kaum sichtbares, rhythmisches Aufleuchten und Abdimmen der strahlenden Himmelskörper beobachtet werden können. Durch die regen Schwankungen von heißen Gasen auf der Sternoberfläche dringen ebendiese Schwingungen tief in das Innere des Sternes ein und tragen zur Bildung von Resonanztönen bei, aus denen schließlich Informationen über die Größe, die Zusammensetzung sowie die Masse des Himmelskörpers geschlossen werden können. Die dabei erhaltenen Datenmengen können schließlich musikalisch vertont werden: Winzige Sterne erklingen beispielsweise als hohe Flöten, die mittleren Exemplare als volltönende Posaunen und die größten von ihnen als tiefe Tuben.
Insofern behielt der antike Philosoph Pythagoras (ja, genau derselbe Mann, der uns auch im Mathematikunterricht mit seinem berühmt-berüchtigten Lehrsatz verfolgt) auf eine gewisse Art und Weise recht, als er bereits vor beinahe 2500 Jahren seine These der sogenannten „Sphärenmusik“ proklamierte, die besagt, dass die in unserem Kosmos befindlichen Objekte harmonische Töne erzeugen würden. Zwar bezog er sich dabei nicht bloß auf Sterne, sondern im Allgemeinen auf sämtliche im All verankerten Himmelskörper, und er war des Weiteren der Ansicht, aufgrund seiner erhabenen Allmächtigkeit als einziger diese sonderbare Musik des Alls zu vernehmen. In mancherlei Hinsicht beinhaltet die Annahme des neunmalklugen und geringfügig egozentrischen Vorsokratikers aber dennoch ein Körnchen Wahrheit: Unser Universum könnte durchaus mystische Gesänge von sich geben, eben bloß in einer Tonart, die eigentlich nicht für uns Normalsterbliche bestimmt ist und nur mit aufmerksam gespitzten Ohren vernommen werden kann.
In diesem Sinne möchte ich mich bei allen Leserinnen und Lesern bedanken, die bis zum Ende dieses Blog-Eintrages geblieben sind und hoffe, die eine oder den anderen mit meinem getippten Bericht unterhalten und erheitert zu haben.
Über die Autorin:
Angelina Lonsky | ist eine siebzehnjährige Schülerin, deren Interessen vor allem in der Naturwissenschaft mit Fokus auf der Physik und Kosmologie liegen. Leidenschaftliche Hobbyautorin, begnadeter Bücherwurm und offiziell verkündete Streberin, die es liebt, neue Dinge zu erlernen, sich kreativ zu betätigen, in Fantasiewelten einzutauchen und sich zum Ausgleich in tonnenschweren Kunstgeschichte- und klassischen Literaturwälzern zu vergraben.
On 07.05.2022 we were introduced to the processes of star formation by Konstanze Zwintz, who studied astronomy at the University of Vienna and completed a PhD in astroseismology. We learned under which conditions and in which places in the universe stars evolve, what properties newly risen stars possess and how they differ from older stars. We were also able to admire some stunning images of famous star formation places and do some exciting research on popular young stars.
The „delivery rooms“ of our luminous celestial bodies often have quite entertaining names due to their shape, such as „Christmas Tree Cluster“ or „Eagle Nebula“ – both huge gas clouds composed largely of hydrogen, whose whirling particles are consolidated by the prevailing gravitational force. Through these ever-growing accumulations, new objects develop, whose masses and compressions increase continuously over time. The temperatures of the forming hydrogen spheres also rise to enormous heights of about 10 million degrees Celsius, and as a result, particles fuse with each other and release an enormous amount of radiation while doing so. After a several million years long process, so-called nuclear fusion – in which hydrogen is converted into helium – finally ignites itself and a new star is born.
At some point, however, the star will have used up its precious supply of hydrogen and thus reached the end of its existence. Exactly how it will pass from our cosmos depends on the mass it was able to accumulate during its lifetime: A star of the approximate size of our Sun will expand into a so-called red giant, reaching several million kilometres in diameter, then shed its outer layers and finally collapse into an enormously dense white dwarf, whose sparkle will also continue to diminish and eventually go out completely. By contrast, the death of a star whose mass is more than eight times that of our central star can be marvelled at much more spectacularly, as it is torn apart in an explosive process named „supernova“. All that then remains of the former luminaries for posterity are tiny and enormously dense objects called neutron stars or black holes, enveloped in glowing hot clouds of gas. Oxygen, carbon, iron and other elements that have been created are scattered over a large area of the universe and can possibly contribute to starting a new star formation process at other locations – you could say: the universe recycles itself.
After the descriptions of this exciting biography of the stars, we then turned our attention to the subject area whose mentioning had probably aroused the greatest curiosity in all of us: the melody of the stars. Indeed, the twinkling discs that we can admire at clear evenings on our night sky have a musical talent. How does that work? Stars don’t just shine inertly and comfortably, but rather there are constantly bubbling vibrations inside them, which can be observed on closer inspection as a barely visible, rhythmic lighting up and dimming of the shining celestial bodies. Due to the lively fluctuations of hot gases occurring on the surface of the star, these oscillations penetrate deep into the interior of the celestial body and contribute to the formation of resonance tones, from which information about the size, composition and mass of the star can ultimately be deduced. The data obtained in this way can finally be converted into music: Tiny stars, for example, sound as high flutes, the medium-sized specimens as full-sounding trombones and the largest of them as low tubas.
In this respect, the ancient philosopher Pythagoras (yes, the very same man who also haunts us with his notorious theorem in our mathematic lessons) was right in a certain way when he proclaimed his thesis of the so-called „music of the spheres“ almost 2500 years ago, stating that the objects located in our cosmos would produce harmonic tones. Although he was referring not only to stars, but in general to all celestial bodies anchored in space, and also believed that he, due to his sublime omnipotence, was the only one to hear this strange music of the universe, in some respects the assumption of the smart-aleck and slightly egocentric Presocratic nevertheless contains a grain of truth: Our universe may indeed play mystical songs, just in a tone that is not actually intended for us mere mortals and that can only be heard with attentively pricked ears.
In this spirit, I would like to thank all readers who stayed until the end of this blog entry and hope to have entertained and amused one or the other with my typed report.
About the Author:
Angelina Lonsky | is a seventeen-year-old schoolgirl whose interests lie primarily in science with a focus on physics and cosmology. Passionate amateur writer, confessed bookworm and officially proclaimed nerd, she loves learning new things, being creative, diving into fantasy worlds and burying herself in tons of art history and classic literature reams for balance.
