Wie sich erwachsen gewordene Sterne entwickeln und wo sie vorzugsweise zu beobachten sind, war Thema das 5. Kurstages. Da ein neuer Monat begann, wurden mit Hilfe der Astronomie-Software ‚Albireo, V.1.4.1‘ im Rahmen einer eine virtuellen Himmelsführung am Ende des Kurstages die schönsten astronomischen Objekte des Novembers vorgestellt.
CNO-Zyklus
Schwerpunktthema des 5. Kurstages war die weitere Entwicklung der Hauptreihensterne. Ihre Energie erhalten sie über die Fusion von Wasserstoff zu Helium. Mit der pp-Kette, die diesen Prozess beschreibt, hatten wir uns bereits am Kurstag zuvor beschäftigt. Ein alternativer Prozess – der CNO-Zyklus – wurde nun am heutigen Kurstag erläutert. Für diese Art der Fusion von Wasserstoff zu Helium wird allerdings auch ein schwereres Element benötigt; nämlich das normale Kohlenstoff-Isotop 12C.
Durch Beschuss dieses Kerns mit Wasserstoff-Atomkernen (also Protonen) im Sternenkern entstehen unterschiedliche Isotope von Stickstoff und Sauerstoff (daher die Bezeichnung C-N-O). Dabei wächst die Nukelonenzahl immer weiter an, bis schließlich das Stickstoffisotop 15N entsteht. Es ist instabil und wandelt sich durch Abgabe eines Alphateilchens wieder in das ursprüngliche Kohlenstoffisotop 12C um und der Zyklus kann von vorn beginnen.
Übrigens: Das entstandene Alphateilchen ist nichts anderes als ein neu gebackener Helium-Atomkern – voila!
Massig Energie!
Ab einer Kerntemperatur ab 18 Mio. Kelvin ist der CNO-Zyklus dem pp-Prozess, bezogen auf die Energieumwandlungsrate, sogar überlegen.
Mit welchen Energien man es bei der Kernfusion zu tun hat, wurde mit Hilfe der einsteinschen Formel
E = mc2
und der hypothetisch angenommenen makroskopischen Umwandlung von zwei Gramm Masse in Strahlungsenergie abgeschätzt: Nach einigem Umrechnen ergab sich ein Energieinhalt von sage und schreibe 50 Millionen Kilowattstunden, also 50 Gigawattstunden – genug um etwa zehntausend 4-Personen-Haushalte ein Jahr lang mit Strom und Wärme zu versorgen!
Wo man Hauptreihensterne antrifft
Orte, an denen man in unserer Milchstraße junge, erwachsene Hauptreihensterne antreffen kann, sind vorzugsweise offene Sternhaufen ohne bedeutenden Gasanteil. Dieser ist entweder bereits von den Sternen aufgebraucht worden oder hat sich aufgrund der Sternenwinde aus Sternhaufen rasch verflüchtigt. Als typische Bespiele wurden die Hyaden im Stier (das sog. Regengestirn) oder die Praesepe im Sternbild Krebs genannt.
Interessante Himmelsobjekte des Novembers
Am Schluss des 6. Tages wurde noch auf den Sternenhimmel des Novembers eingegangen. Er bietet Gelegenheit, reichlich Planeten zu beobachten (Saturn, Neptun, Jupiter, Uranus) und die Venus als Morgenstern. Als DeepSky-Objekte wurde die Andromeda- und die Dreiecksgalaxie genannt; ebenso die Plejaden und die Hyaden im Sternbild Stier. Auch der Doppelsternhaufen h&chi zwischen den Sternbildern Perseus und Kassiopeia wurde als Beobachtungsobjekt dringend empfohlen!
