Planeten und Sterne
3.3.2 Fusionsstufe des Heliumbrennens eines Sterns
Wenn man den Sprung von der ersten Fusionsstufe eines Sterns in die zweite betrachtet, so fällt auf, dass Sterne unterschiedlicher Masse im HRD aus an sehr verschiedenen Orten, plötzlich an einem anderen Ort eng zusammen rücken. Diesen Ort nennt man Riesenast, und er ist eine Linie im HRD, die viel kürzer ist als die Hauptreihe.
Zudem laufen in seiner Nähe unterschiedliche Fusionsstufen ab. Die Sterne machen, unabhängig von der Masse, eine starke Veränderung durch, wenn sie vom Wasserstoffbrennen auf der Hauptreihe zum Heliumbrennen auf dem Riesenast wechseln.
Das liegt in erster Linie daran, dass Helium ein sehr häufiges Element ist, das mit dem Entstehen eines Sterns und seiner Gasaufnahme im Stern gesammelt wird. Helium ist auch vorher im Stern, wird aber nicht genutzt. Der Anteil von Helium im Universum ist neben dem Wasserstoff äußerst groß.
Wenn der Stern seinen Wasserstoffanteil zu Helium verbrannt hat, gibt er diesen selbst geschaffenen Eigenanteil zum vorhandenen Anteil hinzu. Der Stern zündet demnach nicht nur die selbst geschaffene Menge an Helium, sondern zudem den Teil den er am Anfang seiner Entstehung aufgenommen hat.
In den weiteren Stufen der Fusion ist das nicht mehr so. In ihnen erschafft der Stern in der jeweiligen Stufe in der er steckt, die Elemente höherer Ordnungszahl, die er in der nächsten Stufe verbrennt. Nach dem Heliumbrennen wird ihm in jeder weiteren Stufe nicht mehr so viel Material zu Verfügung stehen. Deswegen liegen alle weiteren Stufen der Fusion immer in der Nähe des Riesenastes.
Schafft es ein Stern geringerer Masse durch das Komprimieren seines Kerns in die Stufe des Heliumbrennens zu gelangen, so hat das größere Auswirkungen als bei einem Stern großer Masse.
Die Auswirkungen vom hoch verdichteten Kern können sich leichter an die Oberfläche hin durchsetzten. Deswegen wird solch ein Stern sehr viel leuchtkräftiger. Beim massereichen Stern verändert sich die Leuchtkraft nicht so sehr. Er dehnt sich eher aus und seine Temperatur an der Oberfläche nimmt stark ab. Beide Sterne kühlen äußerlich ab.
Das liegt daran, dass sich die Fusion in tiefere Schichten verlagert. Der Weg nach außen ist weiter und damit wird die Temperatur nicht mehr so gut übertragen. Hier kann es übrigens auch sein, dass ein Stern geringerer Masse auf der Stufe des Heliumbrennens eine höhere Leuchtkraft entwickelt als ein Stern größerer Masse. Das liegt daran, dass sich die höhere Fusionsstufe stärker auf den masseärmeren Stern auswirkt.