Blaue Supergiant Stars Behemoths der Galaxien

Es gibt viele verschiedene Arten von Sternen, die Astronomen untersuchen. Einige leben lange und gedeihen, während andere auf der Überholspur geboren werden. Diese leben relativ kurz und sterben bereits nach wenigen zig Millionen Jahren explosionsartig. Blaue Überriesen gehören zu dieser zweiten Gruppe. Sie sind über den Nachthimmel verstreut. Zum Beispiel ist der helle Stern Rigel in Orion einer, und es gibt Sammlungen davon im Herzen massereicher sternbildender Regionen wie dem Cluster R136 in der Großen Magellanschen Wolke. 

Rigel, rechts unten im Sternbild Orion der Jäger, ist ein blauer Überriese. Luke Dodd / Wissenschaftsfotobibliothek / Getty Images

Was einen blauen Supergiant Star ausmacht Was er ist? 

Blaue Überriesen werden massiv geboren. Denken Sie an sie als die 800-Pfund-Gorillas der Sterne. Die meisten haben mindestens das Zehnfache der Sonnenmasse und viele sind noch massereichere Giganten. Die massivsten könnten 100 Sonnen (oder mehr!) Machen.

Ein massereicher Stern braucht viel Treibstoff, um hell zu bleiben. Für alle Sterne ist der primäre Kernbrennstoff Wasserstoff. Wenn ihnen der Wasserstoff ausgeht, beginnen sie, Helium in ihren Kernen zu verwenden, wodurch der Stern heißer und heller brennt. Durch die entstehende Hitze und den Druck im Kern schwillt der Stern an. Zu diesem Zeitpunkt nähert sich der Stern dem Ende seines Lebens und wird bald (auf Zeitskalen des Universums jedenfalls) ein Supernova-Ereignis erleben.

Ein tieferer Blick auf die Astrophysik eines blauen Überriesen

Das ist die Zusammenfassung eines blauen Überriesen. Wenn man sich ein wenig eingehender mit der Wissenschaft solcher Objekte befasst, werden viel mehr Details sichtbar. Um sie zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, wie Sterne funktionieren. Das ist eine Wissenschaft namens Astrophysik. Es zeigt, dass Sterne den größten Teil ihres Lebens in einer Zeit verbringen, die als "in der Hauptsequenz sein" definiert ist. In dieser Phase wandeln Sterne Wasserstoff in ihren Kernen durch den als Proton-Proton-Kette bekannten Kernfusionsprozess in Helium um. Sterne mit hoher Masse können auch den Kohlenstoff-Stickstoff-Sauerstoff-Zyklus (CNO) verwenden, um die Reaktionen voranzutreiben.

Sobald der Wasserstoff verbraucht ist, wird der Kern des Sterns jedoch schnell zusammenbrechen und sich erwärmen. Dies bewirkt, dass sich die äußeren Lagen des Sterns aufgrund der im Kern erzeugten erhöhten Wärme nach außen ausdehnen. Für Sterne mit niedriger und mittlerer Masse führt dieser Schritt dazu, dass sie sich zu roten Riesen entwickeln, während Sterne mit hoher Masse zu roten Überriesen werden.

Das Sternbild Orion enthält den roten Überriesenstern Betelgeuse (der rote Stern im oberen linken Teil des Sternbildes. Er soll als Supernova explodieren - als Endpunkt massereicher Sterne. Rogelio Bernal Andreo, CC By-SA.30

Bei massereicheren Sternen beginnen die Kerne, Helium mit hoher Geschwindigkeit in Kohlenstoff und Sauerstoff zu verwandeln. Die Oberfläche des Sterns ist rot, was nach dem Wiener Gesetz eine direkte Folge einer niedrigen Oberflächentemperatur ist. Während der Kern des Sterns sehr heiß ist, verteilt sich die Energie auf das Innere des Sterns und dessen unglaublich große Oberfläche. Infolgedessen beträgt die durchschnittliche Oberflächentemperatur nur 3.500 - 4.500 Kelvin.

Da der Stern in seinem Kern immer schwerere Elemente miteinander verschmilzt, kann die Fusionsrate stark variieren. Zu diesem Zeitpunkt kann sich der Stern in Perioden langsamer Verschmelzung zusammenziehen und dann ein blauer Überriese werden. Es ist nicht ungewöhnlich, dass solche Sterne zwischen den roten und blauen Überriesenstufen pendeln, bevor sie schließlich zur Supernova werden.

Ein Typ-II-Supernova-Ereignis kann während der roten Überriesen-Entwicklungsphase auftreten, es kann jedoch auch auftreten, wenn sich ein Stern zu einem blauen Überriesen entwickelt. Zum Beispiel war Supernova 1987a in der Großen Magellanschen Wolke der Tod eines blauen Überriesen.

Eigenschaften von blauen Überriesen

Während rote Überriesen die größten Sterne mit einem Radius zwischen dem 200- und 800-fachen des Radius unserer Sonne sind, sind blaue Überriesen deutlich kleiner. Die meisten sind weniger als 25 Sonnenradien. In vielen Fällen wurde jedoch festgestellt, dass sie zu den massereichsten im Universum gehören. (Es ist wichtig zu wissen, dass es nicht immer gleichbedeutend ist, massiv zu sein, wie groß. Einige der massivsten Objekte im Universum - schwarze Löcher - sind sehr, sehr klein.) Blaue Überriesen haben auch sehr schnelle, dünne Sternwinde, in die sie hineinblasen Raum. 

Der Tod der blauen Überriesen

Wie oben erwähnt, sterben Überriesen schließlich als Supernovae. Wenn sie dies tun, kann das letzte Stadium ihrer Entwicklung ein Neutronenstern (Pulsar) oder ein Schwarzes Loch sein. Supernova-Explosionen hinterlassen auch wunderschöne Gas- und Staubwolken, sogenannte Supernova-Überreste. Der bekannteste ist der Krebsnebel, in dem vor Tausenden von Jahren ein Stern explodierte. Es wurde im Jahr 1054 auf der Erde sichtbar und kann heute noch durch ein Teleskop beobachtet werden. Obwohl der Vorfahrenstern der Krabbe kein blauer Überriese gewesen sein mag, zeigt er das Schicksal, das auf solche Sterne wartet, wenn sie sich dem Ende ihres Lebens nähern.

Hubble-Weltraumteleskopbild des Krebsnebels. NASA

Bearbeitet und aktualisiert von Carolyn Collins Petersen.