Folge #3 des Astronomie-Podcast | Weltall für die Ohren

Warum haben Sterne zacken bzw. keine Zacken?

In diesem Video-Podcast wird geklärt, ob und woher die Sterne ihre Zacken haben und warum Sterne auf Astro-Fotos manchmal Zacken haben, weil Sterne doch eigentlich gar keine Zacken haben, oder etwa doch?

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Warum haben Sterne zacken bzw. keine Zacken?

Gerade zur Weihnachtszeit sind sie allgegenwärtig: Sterne. Und egal woran oder worauf man sie findet: immer haben sie Zacken. Manche sogar sehr viele Zacken. Bittet man ein Kind, einen Stern zu malen: zack …. wieder Zacken. Und malen Kinder die Sonne … zack … nun gut. Hier sind’s zwar keine Zacken, dafür aber viele Strahlen ringsherum.

Woher kommt das mit den Strahlen bzw. hauptsächlich das mit den Zacken bei Sternen? Woher kommen die kleinen Zacken um Sterne, wenn wir diese mit bloßem Auge betrachten? Und warum sieht man auf manchen Astro-Fotos Sterne mit Zacken und auf anderen Fotos doch wieder keine Zacken? Darum geht es in dieser heutigen Folge von Abenteuer-Sterne.

Astronomisch gesehen ist ein Stern eine runde, heiße, selbstleuchtende Gaskugel in großer bis extrem großer Entfernung zur Erde. Der Himmel um uns herum ist voll davon. Einige hundert Milliarden sind’s allein in unserer Galaxie. Einer davon ist unsere Sonne, die auch ein Stern ist. … Und ja, wie wir bei unseren Sternführungen immer zu sagen pflegen: der Unterschied zwischen einem Stern und einer Sonne ist, … dass man‘s anders schreibt. … Es gibt nämlich schlichtweg keinen Unterschied. Sterne sind Sonnen und Sonnen sind Sterne.

Nun zu den Zacken: Betrachtet man sich Fotos von Sternen, die ja mittlerweile zuhauf im Internet und in Zeitschriften zu finden sind, dann sieht man um hellere Sterne herum immer wieder Zacken. Wer genau hinschaut stellt fest, dass es auf diesen Astro-Fotos immer 4 Zacken sind, die die Sterne haben. Das ist glücklicherweise sehr einfach erklärt. Der Effekt kommt vom verwendeten Teleskop. Genauer gesagt von der Aufhängung des sogenannten Sekundärspiegels im Strahlengang bei Spiegel-Teleskopen …Das Sternenlicht fällt ins Teleskop hinein und wird vom leicht gekrümmten Hauptspiegel wieder in Richtung Sterne zurückreflektiert. Irgendwo dort in diesem zurückreflektierten Strahlengang befindet sich der sogenannte Brennpunkt. Das ist derjenige Punkt, wo man das Abbild des Sterns scharf sehen kann. Doch innen im Teleskop nutzt er keinem etwas. Deshalb lenkt man den Brennpunkt aus dem Teleskop heraus. Das erledigt der Sekundärspiegel. Und der ist mitten im Teleskop mit 4 möglichst dünnen Streben aufgehängt. Und genau diese 4 dünnen Streben sorgen für die Zacken, die Sterne auf Fotos haben.

Schuld sind aber eigentlich nicht diese 4 Streben in Spiegelteleskopen, sondern vielmehr die Wellennatur des Lichtes. Diese sorgt dafür, dass Licht, wenn es auf Hindernisse trifft, gebeugt wird. Es breitet sich dann nicht nur mehr geradlinig aus und gehorcht den normalen optischen Gesetzen, sondern wird am Rand eines Hindernisses quasi etwas um die Ecke gebogen. Die vielen einzelnen Lichtwellen überlagern sich nun zu sogenannten Beugungsmustern. Genau das passiert mit den einlaufenden Lichtwellen auch an den 4 Streben des Sekundärspiegels. Und voila: das sind sie, die Zacken um die ansonsten punktförmigen Sterne auf Fotos aus dem Weltall. Nutzt man hingegen ein Linsenteleskop, in dem kein solcher Sekundärspiegel verbaut ist, fehlen die Zacken. Zumindest möchte man das meinen. Denn vielen Astronomen gefallen die Zacken um Sterne herum derart gut, dass sie sie nachträglich am Computer zack zack … mit Zacken versehen … Darum kann man leider anhand eines vorliegenden Fotos nicht mit absoluter Gewissheit darauf schließen, mit welcher Art Teleskop es geschossen wurde. Doch egal wie: die Fotos die wir Menschen mittlerweile vom All knipsen können, sind wahrlich faszinierend und atemberaubend. Ob nun mit oder ohne Zacken. Und doch steckt gerade in der Tatsache, dass sogar mit Absicht im Nachhinein Zacken eingefügt werden, viel Erkenntnis, die man über uns Menschen ableiten kann. Wir trachten offenbar nach geometrischen Symboliken, Symmetrien und ästhetischen Formen. Als Stichwort sei hier auch auf Kultur und Religion im Zusammenhang mit 5-8-zackigen Sternen verwiesen …

Warum aber malen Menschen schon seit mehreren tausend Jahren Sterne immer mit Zacken? An den Astro-Fotos kann es nicht liegen. Denn Astrofotografie betreiben wir Menschen erst seit rund 180 Jahren auf diesem Planeten.

Was man immer wieder liest, dass die Sterne deshalb mit bloßem Auge leicht gezackt am Himmel zu sehen seien, weil die Erd-Atmosphäre das Sternenlicht auf dem Weg in unsere Augen hin- und herablenkt. Das mit der Ablenkung stimmt zwar, führt aber ganz sicher nicht zu dem Zacken-Effekt. Das beweist schon allein die Tatsache, dass Astronauten trotz hinter sich gelassener Erd-Atmosphäre immer noch Zacken um die Lichtpünktchen herum sehen.

Aber wir sind schon auf dem richtigen Weg. Denn ganz alleine das menschliche Auge gaukelt uns das Gezacke vor. Stellen Sie sich in einer klaren Nacht mal unter den Sternenhimmel und kneifen Ihre Augen leicht zu. Zack: und schon sind sie da: viele Zacken und gezackte Strahlen rund um die Sterne, die vorher nicht in diesem Ausmaß da waren. Leicht kurzsichtige Menschen, die ihre Brille mal kurz abnehmen, sehen die Sterne plötzlich etwas unschärfer und deutlich ausgefranster am Rand aus, was ebenso einer Zackenform gleichkommt.

Schuld ist genau derselbe Prozess wie bei den vier Streben des Sekundärspiegels beim Spiegelteleskop. Ihre Augenlinse ist nämlich genauso mitten drin im Strahlengang Ihres Auges aufgehängt. Nämlich an vielen feinen Bändchen. Außen am Auge reguliert über diese Bändchen ein ringförmiger Muskel, wie stark Ihre Augenlinse gewölbt sein muss, damit Sie ein so und so weites oder so und so kleines Objekt scharf sehen können. Die einlaufenden Lichtwellen des Sternenlichts werden an diesen feinen Bändchen genau wie an den 4 Streben des Sekundärspiegels gebeugt und zack: … sind sie da, die feinen Zacken um den Stern. Nachts fällt der Effekt deutlich mehr als am Tag auf, weil sich bei Dunkelheit die Pupille auf einen Durchmesser von etwa 7-8 mm öffnet und so noch mehr dieser Bändchen dem einfallen Licht im Wege stehen und so für noch intensivere Zacken sorgen.

Das Schönste an der ganzen Sache ist aber, dass diese Tatsache jeder direkt überprüfen kann. Suchen Sie sich in einer klaren dunklen Nacht einen sehr hellen, weißlich leuchtenden Stern aus und achten auf die feinen Zacken um den Stern. Nun drehen Sie ganz langsam Ihren Kopf zur Seite. Sie werden feststellen, dass die feinen Zacken sich langsam mitdrehen. Der eindeutige Beweis, dass die Zacken nicht vom Stern sind.

Dass wir Sterne auch weiterhin mit Zacken zeichnen, macht gar nix finde ich. Denn schließlich, egal ob wir wollen oder nicht, sehen wir sie dank unserer Anatomie im Auge nun mal so. Nämlich gezackt. Und irgendwie tippe ich, ohne es sicher zu wissen, auch bei den gemalten Strahlen um die Sonne auf so einen Effekt. Hier ist es allerdings wohl eher die Natur, die die Strahlen unserer Sonne sichtbar macht. Scheint diese zum Beispiel durch Wolkenlücken hindurch, sehen wir manchmal in der feucht-dunstigen Luft riesig breite und lange Strahlen bis hinunter auf den Erdboden. Selbiges im Wald bei feuchter Luft. Der Raum zwischen den Bäumen ist geradezu geflutet von Strahlen und einem Wechselspiel aus hellen und dunkleren Lichtstreifen. Oder auch wenn die Sonne hinter Gebirgszügen oder am Horizont versinkt. Überall sieht man Strahlen. Und so verwundert es bei der Sonne nicht, dass diese beim Malen mit dünnen Strahlen ringsherum versehen wird. Physikalisch gesehen, sind gemalte Sonnen sogar fast korrekt aufs Blatt Papier gebracht. Denn es sind nun mal leuchtend helle Kugeln, die strahlen. Und wenn irgendwann mal jeder weiß, dass auch Sterne Sonnen sind, sieht man vielleicht zur Weihnachtszeit nicht nur 5-8 zueinander versetze Zacken, sondern Kugeln … mit jeweils 5-8 Zacken ringsherum.

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