Sternstrukturen

Sternstrukturen bezeichnet die innere Anordnung eines Sterns, einschließlich Kern, Strahlungszone, Konvektionszone, Hüllen und Atmosphäre. Die konkrete Struktur hängt von der Masse, dem chemischen Aufbau und dem Alter ab. Sie ergibt sich aus den Gleichungen der hydrostatischen Balance, der Energiebilanz, dem Transport der Energie durch Strahlung oder Konvektion und der Zustandsgleichung der Materie.

Die Aufbauunterschiede variieren stark mit der Stellengröße. Sehr leichte Sterne unterhalb etwa 0,35 Sonnenmassen sind vollständig konvektiv. Sonne-ähnliche Sterne besitzen einen radiativen Kern und eine konvektive Hülle, während sehr masseiche Sterne oft einen konvektiven Kern und strahlende äußere Zonen aufweisen. Die äußeren Schichten umfassen Photosphere, Chromosphere und ggf. die Korona, wobei die Oberflächentemperatur das Spektrum bestimmt.

Die Entwicklung eines Sterns verändert seine Struktur maßgeblich. Auf der Hauptreihe erzeugt der Kern Wasserstoff; danach dehnen sich Sterne zu roten Riesen oder Überriesen aus und durchlaufen weitere Brennphasen (Helium-, Kohlenstoffverbrennungen). Bei niedriger Masse kann der Kern dicht werden und als Weißer Zwerg enden; bei höheren Massen folgen Neutronenstern oder Schwarzes Loch. Asteroseismologie bietet Einblicke in innere Strukturen jenseits dessen, was direkt beobachtet werden kann.

Modelle der Sternstrukturen beruhen auf 1D-Stellarstrukturberechnungen, die Hydrostatisches Gleichgewicht, Energiefluss, Nuklearsprozesse und Konvektionsbeziehungen berücksichtigen. Opazität, Reaktionsraten und Konvektionsparameter sind wesentliche Unsicherheiten.