Hauptreihe

Die Hauptreihe ist ein diagonales Band im Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD), das Sterne nach Leuchtkraft und Oberflächentemperatur ordnet. Etwa 90 % aller beobachteten Sterne befinden sich auf der Hauptreihe, darunter unsere Sonne. In dieser Phase verschmelzen Sterne in ihrem Kern Wasserstoff zu Helium.

Die Position eines Sterns auf der Hauptreihe hängt von seiner Masse ab: Massearme rote Zwerge sitzen unten links (kühl, lichtschwach), massereiche blaue Riesen oben rechts (heiß, leuchtstark). Die Lebensdauer auf der Hauptreihe ist ebenfalls masseabhängig: Rote Zwerge leuchten über Billionen Jahre, unsere Sonne etwa 10 Milliarden Jahre, massereiche Sterne nur wenige Millionen Jahre.

Wenn der Wasserstoffvorrat im Kern erschöpft ist, verlässt der Stern die Hauptreihe und wird je nach Masse zum Roten Riesen, Neutronenstern oder Schwarzen Loch. Für die Science Fiction ist die Hauptreihe relevant, weil sie bestimmt, welche Sterne stabile habitable Zonen besitzen. Die meisten SF-Welten orbiten Hauptreihensterne vom Typ G (wie die Sonne) oder K und M (kühlere Zwerge).

Das Hertzsprung-Russell-Diagramm entstand unabhängig voneinander um 1910 durch den Dänen Ejnar Hertzsprung und den Amerikaner Henry Norris Russell. Es ist eines der mächtigsten Werkzeuge der Astrophysik: Wer weiß, wo ein Stern im Diagramm sitzt, weiß fast alles über seinen aktuellen Zustand, sein Alter und seine Zukunft. Sternhaufen, bei denen alle Sterne ungefähr gleich alt sind, bilden besonders charakteristische Kurven im HRD, an deren Form Astronomen das Alter der Sternpopulation ablesen können.

Für Planetenforschung und Astrobiologie ist die Hauptreihe zentral, weil die habitable Zone eines Sterns direkt von seiner Position dort abhängt. Sterne unten auf der Hauptreihe, also rote Zwerge, leuchten so schwach, dass ihre habitablen Zonen sehr nah am Stern liegen. Das führt zu Gezeitenkräften, die Planeten zum Stillstand rotieren lassen können, einer Seite immer der Sonne zugewandt. Ob das Leben ausschließt oder nur andere Formen erlaubt, ist eine der offenen Fragen der Astrobiologie.