SG_LogoDas ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. Die Folge gibt es auch als MP3-Download und YouTube-Video.

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Sternengeschichten Folge 244: Arktur

Wer diese Folge der Sternengeschichten zufällig irgendwo in der Antarktis in der Nähe des Südpols hört, hat Pech gehabt. Denn das ist die einzige Landfläche der Erde von der man aus den Stern um den es heute geht nicht sehen kann! Überall sonst ist der helle Arktur wunderbar zu sehen. Es ist ja immerhin auch der dritthellste Stern am Nachthimmel; wenn man nur den nördlichen Himmel der Erde betrachtet dann sogar der hellste. Von Europa aus muss man nur den großen Wagen suchen und dann die gebogene Deichsel ein wenig verlängern. Schon landet man im Sternbild Bärenhüter dessen hellster Stern unübersehbar Arktur ist.

Sternbild Bärenhüter (Bild: Adam Cuerden, Public Domain)

Sternbild Bärenhüter (Bild: Adam Cuerden, Public Domain)

Da der Stern überall auf der Erde mit freiem Auge sichtbar ist, gibt es natürlich in allen Völkern jede Menge Mythen und Geschichten über ihn. Und eine Vielzahl an Namen. In der chinesischen Astronomie heißt er “Da Jiao”, das “große Horn” – weil er Teil des alten Sternbilds des Horns ist. Bei den arabischen Astronomen wurde er unter anderem als Haris-el-sema bezeichnet, der “Hüter des Himmels”. Die australischen Ureinwohner haben den Stern als Anzeiger für die Jahreszeiten verwendet: Wenn Arktur gemeinsam mit der Sonne im Westen unterging, dann hat der Sommer begonnen. Die Mi’kmaq in Kanada haben den Arktur als Kookoogwéss bezeichnet, was “Eule” bedeutet. Mein Lieblingsname ist allerdings “Ana-tahua-taata-metua-te-tupu-mavae”. Das stammt aus der Sprache der Ureinwohner der polynesischen Gesellschaftsinseln und bedeutet so viel wie “eine unterstützende Säule”. Arktur war dort eine der zehn “Säulen des Himmels”.

Aber auch von all diesen mythologischen Geschichten abgesehen hat Arktur einiges zu bieten. Der Stern ist unter anderem deswegen so hell, weil er sich in der vergleichsweise geringen Entfernung von 36,7 Lichtjahren befindet. Seine Masse ist nur geringfügig größer als die der Sonne, sein Radius allerdings gleich 25 Mal größer! Denn Arktur ist mit einem Alter von mehr als 7 Milliarden Jahren deutlich älter als die Sonne mit ihren 4,5 Milliarden Jahren. Er ist schon weiter entwickelt; hat vermutlich schon den Großteil des Wasserstoffs in seinem Zentrum durch Kernfusion verbraucht. Dort hat sich das bei dieser Fusion erzeugte Helium angesammelt, das derzeit noch nicht fusioniert werden kann. Der Rückgang der Fusionsrate hat dazu geführt das der Stern unter seinem eigenen Gewicht ein wenig kollabiert ist, wodurch sich die Temperatur in seinem Inneren erhöht hat. Deswegen kann Arktur jetzt auch schon Wasserstoff in den um den Kern herum gelegenen äußeren Schichten fusionieren. Dadurch hat er sich wieder ausgedehnt und ist viel größer geworden als zuvor. Er ist auf dem Weg, ein roter Riese zu werden und irgendwann wird die Temperatur so hoch sein, dass auch das ganze Helium in seinem Inneren fusioniert werden kann. Dann wird er so richtig groß werden…

Aber schon jetzt ist Arktur 110 Mal heller als die Sonne – und das betrifft nur den sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Einen Großteil seiner Strahlung gibt Arktur im Infrarotbereich ab und wenn man das berücksichtigt ist seine Leuchtkraft fast 200 Mal so groß wie die der Sonne. Arktur hat außerdem eine geringe Metallizität – und mit “Metalle” meinen die Astronomen alles was kein Wasserstoff und kein Helium ist. Das weist darauf hin, dass er nicht der gleichen Sternengeneration angehört wie die Sonne. Die allerersten Sterne des Universums konnten nur aus Wasserstoff und Helium bestehen; mehr gab es nach dem Urknall nicht. Sie mussten die weiteren chemischen Elemente erst durch Kernfusion in ihrem Inneren erzeugen. Nachdem diese ersten Sterne die neuen Elemente per Supernova im Kosmos verteilt hatten, standen sie der nächsten Sternengeneration zur Verfügung. Sie enthielten also schon von Anfang an Metalle und fügten dem Universum durch ihre eigene Kernfusion noch ein paar hinzu. Die dritte Generation der Sterne, zu der auch unsere Sonne gehört hat daher schon eine vergleichsweise große Metallizität. Arktur allerdings gehört eher zur zweiten Sternengeneration.

Vermutlich hat Arktur auch einen ungewöhnlichen Entstehungsort. Er könnte aus der sogenannten “dicken Scheibe” der Milchstraße stammen. Unsere Galaxie ist ja in erster Näherung eine große Scheibe. Denkt man sich die Scheibe durch eine Art Äquator in zwei Hälfte getrennt, dann findet in der Nähe dieser Mittellinie jede Menge junge Sterne wie unsere Sonne. Weiter außen dagegen alte Sterne die die “dicke Scheibe” bilden. Da sie älter sind gab es bei ihrer Entstehung noch nicht so viele Metalle. Es könnte sogar sein das Arktur überhaupt nicht in der Milchstraße entstanden ist sondern in einer Zwerggalaxie aus ihrer Nachbarschaft die irgendwann mit der Milchstraße verschmolzen ist. Darauf weist die Existenz des “Arkturus-Stroms” hin, eine Gruppe aus über 50 bekannten Sternen die sich alle mit annähernd der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen. Solche Sternströme können entstehen, wenn die Gezeitenkräfte einer großen Galaxie wie der Milchstraße eine sich annähernde kleine Galaxie auseinander reißt.

Und Arktur ist wirklich schnell unterwegs. In Bezug auf das Sonnensystem bewegt er sich mit 122 Kilometer pro Sekunde und zwar auf uns zu. Aber nicht mehr lange – er hat schon fast den sonnennächsten Punkt seiner Bahn erreicht. In 4000 Jahren wird er uns am nächsten sein, aber seine Helligkeit wird sich dann nicht mehr groß geändert haben. In ungefähr einer halben Million Jahren wird er dann aber mit freiem Auge nicht mehr sichtbar sein (sofern dann noch etwas auf der Erde lebt das Augen hat und Interesse den Himmel zu beobachten).

Arktur, wie er im optischen Licht im Digitized Sky Survey 2 zu sehen ist (Bild: STSI/NASA)

Arktur, wie er im optischen Licht im Digitized Sky Survey 2 zu sehen ist (Bild: STSI/NASA)

Als Arktur vom Vermessungssatelliten Hipparcos beobachtet wurde gab es auch Hinweise, dass er eventuell von einem weiteren Himmelskörper umkreist wird. Der Begleiter sollte ungefähr zwanzig Mal schwächer leuchten als Arktur; es muss sich also um einen kleinen Stern handeln – wenn er denn wirklich da ist denn bis jetzt konnte diese Beobachtung nicht bestätigt werden. Ebenso wenig wie die Hinweise dass der Stern eventuell von einem Planeten umkreist wird. Es ist viel wahrscheinlicher dass die Veränderungen im Sternenlicht die man beobachtet und der Existenz eines Planeten zugeschrieben hatte vom Stern selbst stammen. Denn die Oberfläche von Arktur schwingt wie eine Glocke; er gehört zu den veränderlichen Sternen die ich in Folgen 64 und 65 der Sternengeschichten vorgestellt habe. Die dadurch ausgelösten Helligkeitsänderungen sind aber minimal und mit freiem Auge nicht sichtbar.

Vielleicht hatte Arktur ja auch mal Planeten die nicht mehr da sind. Hätte sich ein erdähnlicher Planet im gleichen Abstand von Arktur befunden wie die Erde von der Sonne, dann wäre er bei der Ausdehnung des Sterns zerstört worden.

Irgendwann wird der Stern sich noch weiter ausdehnen als jetzt. Er wird durch die Heliumfusion so viel Strahlung in seinem Inneren erzeugen das seine äußeren Schichten regelrecht ins All hinaus geblasen werden. Nur der Kern wird übrig bleiben, ungefähr so groß wie die Erde. Anfangs wird er noch enorm heiß sein, aber weil dort keine Kernfusion mehr stattfindet, wird er langsam auskühlen. Dieser “weiße Zwerg” wird aber von einer bunten, sich immer weiter ausdehnenden Wolke umgeben sein, die genau aus dem Material besteht das er zuvor abgestoßen hat. Dieser “Planetare Nebel” würde einen wunderbaren Anblick im Teleskop bieten.

Aber bis dahin dauert es noch… Momentan können wir Arktur noch als echten Stern am Himmel sehen. Und ansehen sollte man ihn sich auf jeden Fall. Er leuchtet hell und rötlich und wenn man dann noch dazu die Sterne Spica im Sternbild Jungfrau und Regulus im Sternbild Löwe sucht hat man auch das bekannte “Frühlingsdreieck” gefunden das ab Mitte März am höchsten am Himmel steht. Bis Juli kann man es beobachten, da dann schon kurz nach Sonnenuntergang am westlichen Himmel. Wenn bei euch also gerade Frühling herrscht (oder Herbst falls ihr auf der Südhalbkugel seid), dann geht nachts hinaus und sucht nach dem großen Dreieck am Himmel. Ist gerade Sommer, dann nutzt die schönen warmen Stunden nach dem Sonnenuntergang um einen Blick auf Arktur zu werfen. Und denkt dabei daran, was für ein faszinierender Stern das ist…

Kommentare (24)

  1. #1 schlappohr
    28. Juli 2017

    Könnte man die Bewegung des Arktur vor dem Sternenhintergrund mit einem handelsüblichen Teleskop sehen? Ich meine, wenn man im Abstand von z.B. einem halben oder einem Jahr ein Foto macht, würde man dann im Laufe von 10 Jahren eine Bewegung sehen? Oder braucht es dazu ein Instrument der Hipparcos-Klasse? Das wäre doch mal ein schönes Langzeitprojekt für Hobbyastronomen – eine Bewegung einfangen, die nicht durch periodische Vorgänge im Sonnensystem verursacht wird. Man müsste vermutlich noch die Parallaxe rausrechnen, die sich durch die Erdbewegung ergibt.

  2. #2 Karl-Heinz
    28. Juli 2017

    @schlappohr

    Na ja, die Eigenbewegung von Arktur ist
    Rek.-Anteil: (-1093,39 ± 0,44) mas/a
    Dekl.-Anteil: (-2000,06 ± 0,39) mas/a

    mas … Winkelsekunde
    a … Jahr

  3. #3 UMa
    28. Juli 2017
  4. #4 Karl-Heinz
    28. Juli 2017

    @UMa

    ups … Danke
    mas … Millibogensekunde

    also
    Rek.-Anteil: (-1093,39 ± 0,44) mas/a
    Dekl.-Anteil: (-2000,06 ± 0,39) mas/a
    oder
    Rek.-Anteil: (-1,09339 ± 0,44) as/a
    Dekl.-Anteil: (-2,00006 ± 0,39) as/a

  5. #5 DAD
    28. Juli 2017

    Hat eigentlich die geringe Metallizität einen negativen Einfluss auf die Planetenentstehung? Wenn dem so ist, ist es dann nicht wahrscheinlicher, dass da keine Planeten sind oder waren?

  6. #6 Schlappohr
    28. Juli 2017

    2 Bogensekunden pro Jahr, das entspricht nach 10 Jahren etwa der scheinbaren Größe des Saturn bei Erdnähe. Ok, das ist nicht viel, aber mit einem guten Teleskop könnte das doch sichtbar sein, oder? Vorausgesetzt, es gibt bei der passenden Vergrößerung noch einen geeigneten “Referenzstern” im Bildausschnitt, an dem man die Bewegung festmachen kann.

  7. #7 Karl-Heinz
    28. Juli 2017

    @DAD

    Hat eigentlich die geringe Metallizität einen negativen Einfluss auf die Planetenentstehung? Wenn dem so ist, ist es dann nicht wahrscheinlicher, dass da keine Planeten sind oder waren?

    https://www.forschung-und-wissen.de/nachrichten/astronomie/112-milliarden-altes-planetensystem-entdeckt-13372129

  8. #8 Alderamin
    28. Juli 2017

    @Schlappohr

    Man kann das auf jeden Fall fotographisch feststellen. 2 Bogensekunden sind schon Welten. Vielleicht mache ich den Versuch mal (einziges Problem: Arktur ist sehr hell, wenn man den nicht überbelichten will, kann man keine Vergleichssterne zur Positionsmessung drumherum mit aufnehmen).

    Bei Sky&Telescope gab es einen Aufruf, die Ablenkung von Sternen durch die Schwerkraft der Sonne bei der Sonnenfinsternis nächsten Monat zu vermessen. Da müssen 0,2-0,4 Bogensekunden Genauigkeit erreicht werden. Das ist mal eine Hausnummer, soll aber mit Amateurmitteln machbar sein (vorausgesetzt, man hat ein Teleskop mit soviel Auflösungsvermögen, da reden wir schon von 16 Zoll Öffnung und mehr).

  9. #9 Schlappohr
    28. Juli 2017

    @Alderamin

    Das Problem mit der Belichtung könnte man mit zwei Aufnahmen lösen, von denen eine auf Arktur belichtet ist und die andere auf den Hintergrund (wobei Arktur nicht das ganze Bild überstrahlen sollte…)
    Es gibt eine Sofi nächsten Monat? Wo?

  10. #10 Karl-Heinz
    28. Juli 2017

    @Alderamin

    Möglicher Referenzstern für Arktur: Comes Flamsteedii” = CN Boo

    Die Eigenbewegung des Arktur (Alpha Bootis)

  11. #11 Alderamin
    28. Juli 2017

    @Schlappohr

    Das Problem mit der Belichtung könnte man mit zwei Aufnahmen lösen, von denen eine auf Arktur belichtet ist und die andere auf den Hintergrund (wobei Arktur nicht das ganze Bild überstrahlen sollte…)

    Da aber die Montierung nicht perfekt nachführt und sich eine geringfügige Verschiebung zwischen den Aufnahmen ergeben kann, ergibt sich das Problem, die beiden Aufnahmen genau passend zu überlagern. Muss mich mal schlau machen, was da möglich ist. Alternativ kann man sich Barnards Pfeilstern vorknöpfen, der ist noch deutlich schneller und nicht so hell.

    Es gibt eine Sofi nächsten Monat? Wo?

    Am 22.8., quer durch die vereinigten Staaten, vom Pazifik bis zum Atlantik. “The great American eclipse”. Noch nix davon gehört? Das ist die Folgefinsternis der europäischen vom 11.8.1999 (gleicher Sarosyklus, gleiche Konstellation von Sonne und Mond, nur 1/3 Erddrehung versetzt nach Westen). Auf der Finsternislinie sind alle Hotels ausgebucht, manchen, die mehr als ein Jahr im voraus reserviert hatten, wurde von den Hotels gekündigt, weil die die Zimmer letztens spielend zum dreifachen Preis loswerden konnten.

    Da schrieb mir im Mai ein alter E-Mail-Penpal aus Colorado, der nur 200 km von der Zentrallinie entfernt wohnt, ob ich nicht Lust hätte, mit ihm die Finsternis zu schauen, ich könne bei ihm übernachten… Habe noch einen günstigen Flug über Island erwischt.

  12. #12 Karl-Heinz
    28. Juli 2017

    @Schlappohr

    Das Problem mit der Belichtung könnte man mit zwei Aufnahmen lösen, von denen eine auf Arktur belichtet ist und die andere auf den Hintergrund (wobei Arktur nicht das ganze Bild überstrahlen sollte…)

    Sag mir einfach, wann du die 2 Aufnahme machen willst. Ich schiebe dann Arktur beiseite.

  13. #13 flyingorion
    28. Juli 2017

    @Schlappohr

    Die Totalität der Finsternis verläuft von der West- zur Ostküste der USA, also schön einmal quer durch… 😉
    Als partielle Sonnenfinsternis ist sie natürlich auch noch in anderen Teilen der Welt zu sehen, aber Mitteleuropa wird leider nix…
    Blöd ist, dass ich erst 14 bin, Schule hab und deshalb die Sonnenfinsternis nicht live sehen kann… :/
    Aber eine Reise in die USA ist natürlich auch nicht ganz unumständlich…

  14. #14 Alderamin
    28. Juli 2017

    @Schlappohr

    Antwort an Dich ist noch in der Mod.

    @flyingorion

    Du hast in Deinem Alter noch so viel Zeit, Sonnenfinsternisse zu sehen – seit 1998 habe ich 4 totale und zwei ringförmige gesehen, und dabei noch einige Möglichkeiten ausgelassen. In Europa (Spanien) gibt’s 2026 und 2027 die nächsten, das sind keine 10 Jahre mehr. Auf die 1999 in Deutschland hatte ich 23 Jahre lang gewartet, seit ich mit 12 das erstemal davon gehört hatte. Um dann 1998 schon eine in der Karibik angeschaut zu haben.

    Eine Reise in die USA ist kein Problem (wenn man sich, in diesem Fall, rechtzeitig darum gekümmert hat). Finsternisse auf irgendwelchen Inseln im Südpazifik, der Antarktis oder im tiefsten Dschungel sind ein anderes Problem. Aber es gibt ja genug davon.

    Finsternisse 2021-2040
    Finsternisse 2041-2060

  15. #15 Ambi Valent
    28. Juli 2017

    @DAD
    Es gibt neue Forschungsergebnisse, nach denen es wohl zwei Arten von Planetenentstehung gibt:

    Die eine ist ein direkter Kollaps eines Scheibenabschnitts zu einem Riesenplaneten möglich, dies führt dann zu Gasriesen bzw Braunen Zwergen über 4 Jupitermassen. Dieser Kollaps ist von der Metallizität unabhängig.

    Die andere ist die herkömmliche, wo sich zuerst Planetesimale bilden, aus denen dann später Protoplaneten und schließlich Planeten, vielleicht sogar Gasriesen werden. Bei diesem Prozess kommt es darauf an, wie viel schwere Elemente vorhanden sind, und da ist die Metallizität natürlich enorm wichtig.

    Ich interpretiere die Ergebnisse, die ich bis jetzt gelesen hatte, so, dass mehr oder weniger schweres Material erstmal heißt, dass die Planetenentstehung schneller oder langsamer stattfindet. Bei wenig Material haben sich vielleicht Wasserstoff und Helium schon durch den Sonnenwind zerstreut, bevor die Planeten weit genug gewachsen waren, so dass man dort keine Gasriesen findet – oder im umgekehrten Fall viele, weil die Kerne lange Zeit hatten, Wasserstoff und Helium an sich zu binden.

    Aber wahrscheinlich wird man nur bei den fast reinen Wasserstoff-Helium-Sternen der Population III fast keine Planeten finden, die durch Planetesimale gewachsen sind – die Gasriesen aus dem direkten Kollaps dürfte es bei denen aber auch geben, wenn die Wolke genug Gesamtmasse dafür hatte.

  16. #16 kereng
    Hamburg
    29. Juli 2017

    Das fliegende Spaghettimonster im ersten Bild ist aber ganz schlecht gezeichnet.

  17. #17 Karl-Heinz
    29. Juli 2017

    @kereng

    Ach mein Banause …

    Das ist kein Spagettimonster sondern der Haarschopf von Berenike II. (Tochter von König Magas von Kyrene)

  18. #18 Rowlf
    29. Juli 2017

    @kereng:

    Huaaa! Ab sofort hat das Sternbild bei mir einen neuen Namen. Dann heißt es zB. : M53 im Sternbild Spaghettimonster! :o)
    Sehr schön!

  19. #19 Dampier
    29. Juli 2017

    @Kereng 😀

  20. #20 tomtoo
    29. Juli 2017

    @Karl-Heinz
    Und warum wurde die Dame nur von hinten gezeigt ?

  21. #21 Alderamin
    29. Juli 2017

    @tomtoo

    Das Sternbild heißt “Coma Berenices” – Haar der Berenike. Und sieht auch so aus (eine Menge kleiner, schwacher Sterne, wie ein Schleier).

  22. #22 Karl-Heinz
    29. Juli 2017

    @Alderamin
    Danke für die INFO

    @tomtoo
    http://www.wgsebald.de/100/365sterne/Haar/haar.html

  23. #23 Karl-Heinz
    29. Juli 2017
  24. […] Sternengeschichten Folge 244: Arktur […]