Sterne, mit mindestens der 8-fachen Masse unserer Sonne, verbrauchen ihren Brennstoff sehr schnell, und der Gravitationskollaps am Lebensende eines solchen Giganten endet nicht in einem „Weißen Zwerg“, wie bei unserer Sonne, sondern in einer der gewaltigsten Explosionen, die das Universum kennt: einer Supernova.
Eine Supernova leuchtet tagelang heller als die gesamte, aus Milliarden von Einzelsternen bestehende Galaxie. In dieser Zeit strahlt die Supernova so viel Energie ab, wie unsere Sonne in ihrer gesamten, etwa 10 Milliarden Jahre währenden Lebensspanne erzeugt.
Im Durchschnitt kann in einer Galaxie alle 25 bis 100 Jahre eine solche kosmische Katastrophe beobachtet werden.
Der Krebsnebel ist der Überrest einer Supernova, die, Berechnungen zufolge und nach Vergleichen mit chinesischen und japanischen Überlieferungen, im Jahre 1054 am 4. Juli explodierte. Die Supernova war für einige Wochen selbst bei Tageslicht sichtbar. Im Zentrum befindet sich ein schnell rotierender Neutronenstern (Foto European Southern Observatory)
Ein Stern mit z. B. 20-facher Sonnenmasse leuchtet zunächst etwa 100 000 Mal so hell wie unsere Sonne und gehört zur Gruppe der „Blauen Riesen“. Solche Giganten gehen mit ihrem Brennstoff sehr verschwenderisch um und haben ihn schon nach etwa 10 bis 20 Millionen Jahren verbraucht. In diesem Zeitraum hat ein solcher Stern den Wasserstoff durch Kernfusion in schwere Elemente bis hinauf zum Eisen umgewandelt. Er besitzt dann am Ende seiner Tage einen 1 Milliarde Grad heißen Eisenkern von der Größe der Erde. Um diesen Eisenkern lagern sich schalenförmig von innen nach außen die leichteren Elemente an: Titan, Calcium, Aluminium, Neon, Sauerstoff, Kohlenstoff …
Bisher hat dieser Gigant seine Energieprobleme dadurch gelöst, dass er Elemente zu immer schwereren Elementen verschmolzen hat. Beim Eisen ist aber Schluss, da die Fusion von Eisen zu Cobalt keine Energie mehr bringt.
Jetzt hat die Gravitationskraft endgültig gesiegt und der Stern fällt in sich zusammen. In Bruchteilen von Sekunden schrumpft der erdgroße Eisenkern auf zunächst 200 km Durchmesser. Ist die Masse des Eisenkerns groß genug, kann die durch die Elektronen auftretende Abstoßungskraft überwunden werden: Durch den ungeheuren Gravitationsdruck werden die Elektronen in den Atomkern gepresst und der ursprüngliche Eisenkern fällt weiter in sich zusammen. Die Materie hat sich zu Neutronen verdichtet und gleicht jetzt einem einzigen riesigen Atomkern von 15 km Durchmesser. Diese Prozesse setzen ungeheure Energiemengen frei.
Die auf den Kern nachstürzenden Gasschichten der äußeren Schalen werden dabei extrem stark erhitzt und fusionieren beim Aufprall auf den Kern in Elemente, die schwerer sind als Eisen, wie z. B. Germanium, Gold oder Uran. Die darauf folgende Supernova-Explosion schleudert die entstandenen Elemente vom Stern weg und verteilt sie im Weltraum. Aus diesen Elementen entstehen dann Planeten und neue Sonnen. Ohne Supernova würde es also einen Großteil der chemischen Elemente gar nicht geben.
Die Asche, die eine solche Supernova-Explosion in den Weltraum schleudert, reicht zum Bau mehrerer Tausend Planeten von der Größe unserer Erde.
Im Zentrum der Supernova-Explosion bleibt ein 15 km großer Neutronenstern übrig. Die Materie von der Größe eines Stecknadelkopfes wiegt bei einem solchem Neutronenstern 1 Million Tonnen oder soviel wie ein Wasserwürfel mit 100 m Kantenlänge.
Je nach der Gesamtmasse dieses Neutronensterns muss das aber noch nicht das letzte Wort sein.
(s. Lexikon Schwarze Löcher)
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