Sterne

Ein Stern ist eine selbstleuchtende Gaskugel, die überwiegend aus Wasserstoff besteht. Druck und Temperatur im Innern des Sterns sind so hoch, dass Wasserstoff zu Helium und weiteren Elementen fusioniert wird. Genau so, wie in unserer Sonne (Kapitel 3.2).
Dass Sterne dennoch nur als kleine Lichtpunkte am Firmament erkennbar sind, liegt an ihrer ungeheuren Entfernung: Der nächste bekannte Stern, Proxima Centauri, liegt rund vier Lichtjahre von der Erde entfernt. Anders ausgedrückt: gut 250.000-mal weiter weg als die Sonne von der Erde.
Auch wenn die Beobachtung einzelner Sterne möglicherweise nicht „gewinnbringend“ ist, so ist es einfach schön, sich an einem lauen Sommerabend bei dem Zirpen der Grillen in der Dämmerung die hellsten Exemplare im Teleskop anzuschauen. Zum Beispiel strahlt der Anblick der hell leuchtenden Wega vor tiefblauem Hintergrund eine eigene Faszination aus. Ihr Licht war rund 25 Jahre lang unterwegs, um uns in diesem Moment ins Fernrohr zu leuchten. Mit anderen Worten: Wenn Sie heute 25 Jahre alt sind, sehen Sie Licht, das zum Zeitpunkt Ihrer Geburt von Wega ausgesendet wurde.

Es werden Ihnen sicherlich die unterschiedlichen Farben einiger Sterne auffallen. Sterne sind nicht alle gleich, sie durchlaufen eine Millionen bis Milliarden von Jahren dauernde Entwicklung. Bei ihrer Beobachtung finden wir nur Momentaufnahmen vor. Diese Farbunterschiede rühren von ihren Oberflächentemperaturen her, die von 1.500 bis 30.000 K reichen können.

Sterne treten häufig als Doppel- oder Mehrfachsterne auf, die im Fernrohr einen reizvollen Anblick bieten und gerne als Testobjekte für die Güte bzw. das Auflösungsvermögen eines Teleskops benutzt werden. Einige Doppelsterne sind nur aufgrund der Blickrichtung doppelt. In Wirklichkeit liegen die Komponenten viele Lichtjahre voneinander entfernt hintereinander.
Echte, physische Doppelsterne sind dicht benachbarte Sternenpaare, die ein gemeinsames Schwerezentrum umlaufen. Wenn Sie über Jahre hinweg systematisch Aufzeichnungen durchführen, können Sie erkennen, dass Doppelsterne ihre Entfernung und Orientierung (den „Positionswinkel“) zueinander ändern.
Besonders reizvoll erscheinen Doppelsterne, wenn ihre Komponenten von unterschiedlichen Spektraltypen sind. Einer der Klassiker ist β Cygni, auch Albireo genannt, dessen hellere Komponente gelblich erscheint und von einem bläulichen Nachbarn begleitet wird.

Veränderliche Sterne sind Sonnen, die ihre Helligkeit auf geradezu dramatische Weise selbst verändern. Die Typenvielfalt reicht von Rotationsveränderlichen, Pulsationsveränderlichen, kataklysmisch und eruptiv Veränderlichen mit Helligkeitsschwankungen bis zu mehreren Größenklassen. Stellen Sie sich vor, unsere Sonne würde für zwei Monate fünfmal so hell leuchten und eine entsprechende Hitze auf unserer Erde erzeugen! Die Entwicklung von Leben wäre unter solchen Bedingungen sicher nur erschwert möglich.
Ein letzte Gruppe sind die bedeckungsveränderlichen Doppelsterne, bei denen die lichtschwächere Komponente die hellere bedeckt und dadurch die Gesamthelligkeit verändert.

Visuelle Beobachtung

Je dunkler die Nacht wird, desto mehr Sterne werden sichtbar. Insgesamt sind rund 6.000 Sterne am gesamten Himmel mit bloßem Auge erkennbar. Sollte Ihnen das übertrieben erscheinen, weil an Ihrem aufgehellten städtischen Nachthimmel vielleicht nur 100 Exemplare zu sehen sind, dann sind sie ein Opfer der sogenannten Lichtverschmutzung. Dieses Thema wird uns das gesamte vierte Kapitel begleiten, denn die Erkennbarkeit dieser weit entfernten Objekte steht und fällt mit der Dunkelheit, also der Natürlichkeit der Nacht – Licht stört bei der Himmelsbeobachtung.

Lichtverschmutzung

Leider müssen wir die faszinierenden astronomischen Themen für eine sehr „irdische“ Problematik verlassen, die uns Astronomen stark an der Ausführung unseres Hobbys oder Forschung behindert: die Lichtverschmutzung.
Die Lichtverschmutzung ist eine künstliche Dämmerung, die von der Außenbeleuchtung hervorgerufen wird. Dabei entstehen oft gewaltige Lichtglocken über Städten, Ortschaften und Gewerbeparks, die viele Kilometer weit ins Umland strahlen. Von dieser Beleuchtung ist sicherlich ein Teil notwendig, jedoch steht die Art und Weise der Durchführung in der Kritik: Direkt nach oben abgestrahltes Licht (z.B. durch Bodenstrahler, Kugelleuchten, unvollständige Lampenabschirmung, falsch ausgerichtete Scheinwerfer), zu grelle Beleuchtung und angeschaltete Lampen ohne anwesende Nutzer und Nutzen sorgen für einen erheblichen Teil an Energieverschwendung und Gefährdung des nachtaktiven Lebens sowie für die Belästigung von Bürgern.
Die seit den 2010er Jahren weiträumig eingeführte LED-Außenbeleuchtung bringt nur Abhilfe, wenn entsprechend schonend und bedarfsgerecht beleuchtet wird. Doch das ist zu selten der Fall: Der Energiespareffekt der LED wird durch überzogene Helligkeit und zu lange Einschaltdauer konterkariert.

Sie müssen eine solche übermäßige Beleuchtung nicht hinnehmen. Vor Ort hilft schon oft das nachträgliche Abschirmen (oder Ausschalten) einer Leuchte, und regional Ihre Aktivität in Form von Vereinsarbeit, Leserbriefen und Kontakt zu den „Lichterzeugern“. Bedenken Sie dabei, dass trotz Ihres Ärgers die Verursacher Ihnen in der Regel nicht persönlich den Himmel verschlechtern wollen. Sie tun es, weil sie falsch informiert werden. Informieren Sie sie besser! Hinweise und Tipps für Ihr Vorgehen gibt Ihnen die Fachgruppe Dark Sky unter www.lichtverschmutzung.de.
Kommen wir zurück zur Sternbeobachtung: Mit dem bloßen Auge haben Sie den besten Überblick über die Sternbilder. Auch im Zeitalter der Computerteleskope und Sternkarten-Apps für das Smartphone ist es sinnvoll, die Orientierung per Sternkarte zu erlernen und sich einzuprägen. So gewinnen Sie eine natürlichere Verbundenheit mit unserem gestirnten Nachthimmel.
Im Fernglas entfaltet sich dann eine wahre Pracht, besonders, wenn Sie sich unter einem weitgehend natürlichen Himmel abseits der Ortschaften und weit entfernt der Ballungszentren aufhalten.
Dazu benötigen Sie nicht unbedingt ein „Nachtglas“. Bereits ein 8×30-Binokular sammelt 25-mal mehr Licht als Ihre Augen, durch die Vergrößerung erkennen Sie viel mehr Sterne. Der Zugewinn an Details wird jedoch durch ein Beschneiden des Sichtfelds „erkauft“; Sie sehen nicht mehr die großen Sternbilder in voller Ausdehnung.
Der Einsatz von Fernrohren mag sie möglicherweise enttäuschen: Sterne werden Sie nicht wie unsere Planeten in kleine Scheibchen auflösen können. Sie sind zu weit weg! Einzig das sogenannte „Airy-Scheibchen“ wird uns bei hoher Vergrößerung und ruhiger Luft auffallen, das jedoch ist nur ein Beugungsbild des Sternenlichts in der Optik.
Sogar in den wissenschaftlichen Bereich können Sie vorstoßen, wenn Sie den Helligkeitsverlauf von unregelmäßig Veränderlichen Sternen messen. Das geht bereits mit dem Auge und der Argelanderschen Stufenschätzmethode, die die Helligkeit des Prüfsterns mit den unterschiedlichen Helligkeiten der Umgebungssterne vergleicht. Moderner, exakter und aufwändiger geht es mit Fotografie und Auswertungsprogrammen.
Das Sternenlicht kann wie das der Sonne in ein Spektrum zerlegt werden. Bei der Auswertung der Fraunhoferschen Linien erhält man eine Vielzahl von Informationen über den Aufbau eines Sterns. Hierfür sind spezielle, okularseitig zu befestigende Prismenansätze erhältlich, mit denen die Spektren der Sterne beobachtet werden. Auch so können Sie auf diesem Weg in den wissenschaftlichen Bereich vordringen. Sie sind als Amateur in der Lage, zum Beispiel den Spektraltyp von Sternen und das Alter von Sternenhaufen zu bestimmen.
Wichtige methodische Hinweise gibt Ihnen die VdS-Fachgruppe Spektroskopie unter https://spektroskopie.vdsastro.de.

Nächtliche Stimmungsaufnahmen

Die einfachste Weise, den Sternenhimmel aufzunehmen, erzeugt sogar sehr ästhetische Bilder: Eine Kamera auf einem Stativ montiert, die den Sternenhimmel vor einer landschaftlichen Kulisse im Vordergrund aufnimmt. Ihre Digitalkamera sollte hierfür wenigstens eine Blende von 3,5 in der Weitwinkeleinstellung haben sowie mindestens ISO 800 Empfindlichkeit zulassen. Die Belichtungszeit sollte wenigstens 15 s betragen. Wichtig ist auch die Möglichkeit, die Scharfstellung manuell durchführen zu können. Mit einem vergrößerten Liveview-Bild können Sie an einem hellen Stern die Schärfe einstellen.

Gehen Sie nicht an die Grenzen der ISO-Empfindlichkeit, weil die Kameras in der Regel durch die hohe Bildverstärkerleistung stark in der Bildqualität nachlassen. Die Aufnahme wirkt dann sehr verrauscht und es gehen Sterne „verloren“.
Wie bei den Stimmungsaufnahmen können Sie auch mit ruhender Kamera erste Versuche mit der Fotografie größerer Himmelsareale beginnen. Für schärfere und tiefer belichtete Aufnahmen bei Verwendung einer längeren Brennweite ist eine Nachführung, d.h der Ausgleich der Erddrehung, jedoch unerlässlich.

Die Tabelle unten soll Ihnen eine Einschätzung geben, wie lange Sie mit einer auf einem Stativ befestigten Kamera belichten können, um die Sterne in etwa punktförmig abzubilden. Gerne können Sie auch etwas länger belichten, wenn Sie das Bild nicht zu sehr vergrößert betrachten wollen. In Kombination mit einem lichtstarken Objektiv von Blende 3,5 bis 1,8 bei ISO 1600 und höher können Sie auf diese Weise bereits eindrucksvolle Aufnahmen gewinnen. Probieren Sie unterschiedliche Brennweiten, ISO-Werte und Belichtungszeiten aus, um die beste Einstellung zu finden. Dank der Digitaltechnologie sind solche Tests nicht mehr teuer und sie können die Resultate am Display sofort begutachten.