Was haben Kerzen mit Astronomie zu tun?

Seid herzlich und weihnachtlich gegrüßt,
im letzten Jahr schrieb ich zur Weihnachtszeit einen Artikel über Feuerchen und Kerzenschein im Weltall im Hinblick auf gewisse Randbedingungen, die die Astronauten auf der ISS haben, die dort Weihnachten verbringen müssen.
Wer das nochmal lesen möchte findet hier den gemeinten Artikel.
Weihnachtsbeitrag 2017
Da eine Kerzenflamme in Schwerelosigkeit einen erbärmlichen Anblick bietet, könnte man meinen, das Thema Kerzen wäre astronomisch uninteressant.
Dennoch wird in der Astronomie der Begriff “Kerze”, genauer, “Standardkerze” verwendet. Im Gegensatz zum Stern von Betlehem, der plötzlich auftaucht und den Retter der Welt ankündigen soll, führt uns die Klärung dieses Begriffes eher an das andere Ende des Lebens eines Sternes.
Kerzen, die  aus dem selben Wachs gemacht sind und
selbe Dicke,
selbe Höhe,
Dochtlänge,
Dochtdicke,
Dochtsorte,
sollten unter gleichen atmosphärischen Bedingungen und auf gleicher Meereshöhe auch gleich hell sein.
So eine Gewissheit ist sehr praktisch, wenn man die Entfernung messen möchte. Sieht man die Kerze, auf deren Helligkeit Verlass ist, kann man Rückschlüsse auf ihre Entfernung schließen und den Abstand berechnen.
Die Astronomen haben bei Messungen genau dieses Problem. Es stellt sich immer die Frage, wieso ein Himmelsobjekt, z. B. eine Galaxie heller leuchtet, als eine andere.
Hat sie mehr Leuchtkraft
Ist sie nur größer?
oder ist sie einfach näher dran, um heller zu erscheinen? So ein Licht, auf das Verlass ist, wäre super hilfreich. Auf das Sternenlicht alleine kann man hier nicht bauen. Die Sterne funktionieren zwar alle ähnlich, unterscheiden sich aber zum einen durch ihre Masse, zum zweiten in ihrer Zusammensetzung und zum dritten durch ihr Alter. All das bewirkt, dass sie sich in Lichtintensität, Temperatur und Größe unterscheiden.
Glücklicherweise gibt es eine Lichtquelle, die hier Sicherheit bietet.
Da Sterne meist in räumlich relativ begrenzten Umgebungen entstehen, finden sie sich oft zu Doppelsternsystemen zusammen.
Die beiden Partner können aber durchaus unterschiedlich sein.
Sie unterscheiden sich vor allem durch ihre Masse.
Es ist so, dass massereiche Sterne mehr futtern und ihren Brennstoff somit verschwenderischer verbrauchen. Somit leben massereiche Sterne deutlich kürzer, als leichtere.
Es kann nun sein, dass bei einem Doppelsternsystem der eine schon zu einem weißen Zwerg geworden ist, während sich der andere noch seiner Jugend erfreut oder zu einem roten Riesen aufgebläht hat. (Über Sternlebensläufe reden wir separat, weil das den Artikel sprengen würde)
Stehen sich die beiden nahe, kann der weiße Zwerg Masse von seinem Partner zu sich herüber ziehen.
Das bedeutet, dass er im Grunde nochmal schwerer wird und sein Leben etwas verlängern kann.
Nimmt er an Masse zu, ist irgendwann der Punkt erreicht, bei dem die Temperatur so hoch wird, dass die Wasserstoff-Kernfusion zünden kann.
Das führt dazu, dass der geklaute Wasserstoff in der Hülle des Zwerges mit einem Schlag so viel Energie erzeugt, dass der Zwerg aufblitzt und die Hülle weggesprengt wird.
Dieses Szenario kann sich innerhalb eines Doppelsternsystems durchaus wiederholen, wenn danach noch was übrig ist.
Das ist eine Nova.
Zur Standardkerze wird das Szenario deshalb, weil ganz genau bekannt ist, bei welcher Masse der Druck ausreicht, den Wasserstoff zu zünden. Außerdem ist genau bekannt, wieviel Energie und Licht dieser Prozess liefert.
Das hat mit Kernphysik zu tun.
Die Masse, die nötig ist, um so etwas auszulösen, ist eine kritische Masse. Es gibt sie auch bei der Kernspaltung. Hat man einen Block aus spaltbarem Uran, der eine gewisse Masse übersteigt, dann reichen statistisch gesehen die spontanen Kernzerfälle in seinem Inneren aus, um die Kettenreaktion anzustoßen, derer wir zwar viel Wärme und Strom in der Vergangenheit zu verdanken hatten, die aber auch Verheerung und Elend in die Welt brachte.
Beobachten Astronomen mit ihren Teleskopen so einen Nova-Ausbruch,  können sie anhand der Lichtintensität ihren Abstand berechnen, weil sie wissen, wie hell dieser Prozess ist und dass die Lichtintensität mit dem Quadrat zum Abstand der Lichtquelle abnimmt.
Es gibt noch weitere Standardkerzen, aber die bewahre ich mir für ein weiteres Weihnachtsfest auf.

Das ist es, was Weihnachten, Sterne und Kerzen miteinander gemein haben.
Ich hoffe, es hat etwas Freude bereitet.
Bis zum nächstem Mal grüßt euch
euer Gerhard.

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