Es gibt ein allgemeines Gesetz, welches beschreibt das in einer Gaswolke immer ein innerer Druck besteht, der versucht das Gas auseinander zu treiben. Dieser Druck sorgt dafür, dass sich Gase in einem Raum immer gleich verteilen. Das heißt: Wenn ich mir eine Hand aus diesem Raum nehme, werde ich – egal wohin ich greife – immer die gleiche Anzahl von Gas-Molekülen erwischen.
So kommt es auch, dass man einen Luftballon nicht einseitig aufblasen kann. Der Luftballon, also die Luftwolke im Ballon, folgt der Form des Raumes (des Ballons). Egal ob diese Form rund, lang gezogen oder eckig ist. (Und: Nein, ich habe auch noch nie einen eckigen Luftballon gesehen. Bleiben wir beim Thema.)
Das Gesetz des inneren Drucks gilt auch für interstellare Gaswolken. In diesen Gaswolken herrscht aber auch noch eine weitere Kraft, neben dem inneren Druck: Gravitation. (Gravitation wirkt natürlich auch im Luftballon, sagen wir aber einfach mal: Die Auswirkungen in einer riesigen, interstellaren Gaswolke sind … eindrucksvoller.)
Gravitation, also die gegenseitige Anziehung aller Atome in der Gaswolke, hält sich mit dem inneren Druck lange die Waage. Allerdings kann es dazu kommen, dass unsere interstellare Gaswolke so groß (und/oder dicht) wird, dass die Gravitation überwiegt.
Nun passiert etwas Grandioses: Die Gaswolke fällt in sich zusammen.
Klingt erstmal öde, aber man stelle sich das so vor: Auf einem Kindergeburtstag bläst ein Clown (oder der Vater, der die Kinder bespaßen muss) einen Luftballon so weit auf, dass dieser irgendwann mit soviel Luft (und Spucke) gefüllt ist und in sich zusammenbricht. Hat dies einmal begonnen, ist es nicht mehr aufzuhalten. Es geht weiter und weiter: Der Luftballon, äh die Luft im Ballon – also unsere interstellare Gaswolke – konzentriert sich um einen immer kleinen werdenden Punkt. Die Gravitation wird immer stärker, weil: Wenn mehr Masse dazu kommt, sich auch die Anziehungskraft erhöht.
Der Ballon (wahrscheinlich mit Vater-Schrägstrich-Clown, der gesamten Kindergeburtstagsgesellschaft und mindestens dem halben Wohnzimmer) fällt, in rasendem Tempo (und da große Masse auch Auswirkung auf die Zeit hat, wirklich rasend!) immer weiter in sich zusammen. In diesem Kollaps kommt es zu Turbulenzen, ganz wie auf einem echten Kindergeburtstag. Die Turbulenzen sorgen dafür, dass der Ballon (unsere Gaswolke) nicht gleichmäßig in sich zusammenfallen kann. Es bilden sich Verdichtungen, die wiederum in sich zusammenfallen, neue Turbulenzen bilden, wiederum Verdichtungen und so weiter und so weiter: In diesem Towabo entstehen schon die ersten Sterne, die wiederum mit ihrer Strahlung andere Verdichtungen und Wolken anstecken und so auch deren Kollaps provozieren. In Windeseile ist nicht nur der Ballon, die Kindergeburtstagsgesellschaft und das Wohnzimmer, sondern mit ihr auch der ganze Block gravitationsinstabil geworden und in sich zusammengefallen.
So ein Ballon-Kollaps ist aber eine vertrackte Angelegenheit: Zuerst, wenn die Gaswolke noch sehr groß und die Teilchen weit voneinander entfernt sind, fallen sie beim Kollaps noch ungehindert nebeneinander her. Problem ist nur: Alle fallen auf einen Punkt.
Beim Fallen geben die Wolken-Teilchen zudem Strahlung ab – sind ja schließlich auch schnell unterwegs, so im freien Fall. Zuerst kann die Strahlung gut entweichen, sobald sich die Teilchen allerdings immer weiter annähern, hitzt sich die ganze Schose immer weiter auf. Im Inneren, also auf dem Punkt, bildet sich ein heißer Kern. Der Kern ist wiederum mit einer ausgedehnten Hülle umgeben, die allmählich auf den Kern herunterfällt. Die Strahlung, die vom heißen Kern ausgeht, wird von der Hülle absorbiert und bei rund 500° Celsius fängt sie selbst an im Infrarotbereich zu strahlen. Das erste Mal ist ein Stern zu erkennen, den man logischerweise Infrarotstern nennt. Da sich aus der ehemaligen Gaswolke viele Sterne bilden, sieht das ganze dann wie eine Batterie roter Luftballons aus, die wie Mamis Wärmelampe glühen (nur um im Beispiel zu bleiben).
Nun bleibt es aber nicht beim Infrarotstern, sondern die Hülle wird immer dünner und irgendwann durchsichtig. Man kann bis auf den Kern gucken und hier spricht man nun endlich von einer jungen Protosonne.
Diese Protosonne ist allerdings viel größer als später der stabile Zustand sein wird: In unserem Sonnensystem war die Protosonne 60mal größer als heute und die Leuchtkraft war sogar 100mal größer, was zu erheblich dunklerem Teint für uns Mitteleuropäer geführt hätte (auch ohne Bräunungscreme), hätte es damals schon eine Erde gegeben.
Was die Protosonne dann macht ist einfach: Sie schrumpft. Gleichzeitig steigen natürlich die Temperaturen im Inneren, sie wird weiter kleiner und heißer und irgendwann ist es so weit: Bei mehreren Millionen Grad (mehr oder weniger, so hoch misst kein Thermometer) zündet der Wasserstoff. Uh, moment: Ist natürlich klar das auch in der Protosonne hauptsächlich Wasserstoff vorkommt, schließlich kommt der auch sonst überall am häufigsten vor.
Nun verbrennt also der Wasserstoff zu Helium und das Schrumpfen hat ein Ende. Der Druck im Inneren kann der Schwerkraft das Gleichgewicht halten.
Im Zentrum bildet sich ein Heliumkern und der Wasserstoff verbrennt nach Außen. Blöd nur, dass der Heliumkern nichts zu tun hat, er wird von der eigenen Schwerkraft wieder zusammengedrückt, und Energie wird frei, der Druck steigt und wird wieder größer als die Schwerkraft: Der Stern bläht sich wieder auf. Die Protosonne kriegt einen Spitznamen: Roter Riese. Dies passiert – kosmisch gesehen – relativ schnell. In nur 500000 Jahren stoppt die Expansion wieder und im zusammengedrückten Kern sind Temperaturen erreicht, die aus dem Helium Kohlenstoff brennen. Man kann raten was passiert: Natürlich, nun brennt das Helium nach Außen durch (so wie vorher der Wasserstoff).
Wenn nun alle Kernprozesse und alle Verbrennungsprozesse und eben das Ganze „Brennen-Kern-bilden-zusammenfallen“ abgeschlossen ist, gibt es manche Sterne die eine explosive Phase durchmachen und am Ende ihres Sternenlebens zur Supernova werden. Ich hab’ zwar selbst noch keine Supernova gesehen, aber es muss ein unvergleichbarer Anblick sein: Wahrscheinlich wird es auch der letzte sein den man hat. Die Explosion einer Supernova ist nämlich für kurze Zeit hundertmillionen Mal heller als der Stern jemals vorher war.
Was danach passiert hängt ganz von der ursprünglichen Masse des Sterns ab:
Entweder der Stern war sowieso nie sehr groß, fällt am Ende einfach in sich zusammen und bildet wieder ein Gleichgewicht (und wird dann ganz treffend „Weißer Zwerg“ genannt, was dem entspricht was er ist: Das verschrumpelte Überbleibsel einer Sonne.), oder die Protonen und Elektronen falten sich zu ladungsneutralen Neutronen zusammen. Neutronensterne und Pulsare entstehen, die dann durch sehr dichtes Teilchenpacken Magnetfelder bilden und Signale auf Radiofrequenzen senden (ohne Scheiß! Die Jungs von SETI haben schon oft gedacht endlich meldet sich jemand, dabei war es nur wieder ein neuer Pulsar!). Das beste Ende haben aber Sterne die besonders massereich waren:
Hier wird beim Zusammenfalten der Protonen und Elektronen die Schwerkraft so stark, dass selbst das Licht nicht mehr gegen sie ankommt. Und nun ist auch kein Stern mehr da, weil wir auch nichts mehr sehen können: Das Licht kann nicht entweichen, ein schwarzes Loch ist entstanden. Wobei „schwarz“ eher ungenau ist, und man eigentlich auch einfach „Löcher“ sagen kann.
Dort eben, wo nichts ist.
Und alles nur, weil jemand einen Luftballon zu weit aufgeblasen hat.