Sterne beginnen ihr Leben, wenn in ihren dichten, heißen Kernen die Wasserstofffusion zündet. Sobald dieser Prozess beginnt, geht es los. Die Anziehungskraft der gesamten Masse des Sterns versucht, ihn zu einem winzigen Punkt zusammenzudrücken, aber die durch die Fusion freigesetzte Energie drängt nach außen und schafft so ein empfindliches Gleichgewicht, das Millionen oder sogar Billionen von Jahren andauern kann.
Kleine Sterne leben unglaublich lange. Wegen ihrer geringen Größe brauchen sie nicht viel Energie, um die nach innen gerichtete Anziehungskraft auszugleichen, so dass sie nur an ihren Wasserstoffreserven nippen. Als Bonus zirkulieren die Atmosphären dieser Sterne ständig und ziehen frischen Wasserstoff aus den äußeren Schichten in den Kern, wo er das Dauerfeuer anheizen kann.
Insgesamt verbrennt ein typischer Roter Zwergstern Billionen von Jahren lang fröhlich Wasserstoff in seinem Kern. Mit zunehmendem Alter werden diese kleinen Sterne immer heller, bis sie schließlich nur noch ein träger, langweiliger Klumpen aus Helium und Wasserstoff sind, der im Universum herumhängt und sich nur noch um seine eigenen Angelegenheiten kümmert.
Es ist ein trauriges Schicksal, aber zumindest ist es ein ruhiges.
Das große Finale
Wenn die massereichen Sterne in unserem Universum sterben, ist es viel heftiger. Wegen der größeren Masse dieser Sterne müssen die Fusionsreaktionen viel schneller ablaufen, um das Gleichgewicht mit der Schwerkraft aufrechtzuerhalten.
Trotz der Tatsache, dass sie viel schwerer sind als ihre Roten Zwerge, haben diese Sterne eine viel kürzere Lebensspanne: Innerhalb von nur ein paar Millionen Jahren (was angesichts astronomischer Zeitskalen genauso gut nächste Woche sein könnte) sterben sie.
Aber wenn massereiche Sterne sterben, gehen sie in ihrer ganzen Pracht unter. Und Kohlenstoff. Und Sauerstoff. Und Magnesium. Und Silizium. Eine ganze Reihe der Elemente des Periodensystems entstehen im Inneren dieser Riesensterne gegen Ende ihres Lebens.
Aber sobald diese Sterne einen Eisenkern bilden, hört die Musik auf und die Party ist vorbei.
Das ganze Material, das das Eisen umgibt, drückt auf den Kern ein, aber die Eisenfusion setzt keine Energie frei, um dem entgegenzuwirken. Stattdessen zieht sich der Kern auf eine so unglaubliche Dichte zusammen, dass Elektronen in Protonen hineingeschoben werden und den gesamten Kern in einen riesigen Neutronenball verwandeln.
Dieser Neutronenball ist in der Lage – zumindest vorübergehend – dem erdrückenden Kollaps zu widerstehen und löst eine Supernova-Explosion aus. Eine Supernova setzt in einer Woche mehr Energie frei als unsere Sonne im Laufe ihrer gesamten 10-Milliarden-Jahre-Lebenszeit. Die Schockwelle und das Material, das während der Explosion ausgestoßen wird, reißen Blasen in das interstellare Medium, zerstören Nebel und lassen sogar Material aus Galaxien selbst herausschleudern…
Es ist einer der spektakulärsten Anblicke im gesamten Universum. Wenn sich Supernovas in unserem Teil des galaktischen Waldes ereignen, sind die Explosionen so hell, dass sie tagsüber zu sehen sind und in der Nacht sogar heller sein können als der Vollmond.
Sehr intensiv, und was für eine Art zu gehen.
Eine letzte Show
Es sind die mittelgroßen Sterne, die das schlimmste Schicksal erleiden. Sie sind zu groß, um einfach still in die Nacht zu verschwinden, und zu klein, um eine Supernova auszulösen. Stattdessen verwandeln sie sich in grausame Monster, bevor sie sich schließlich von innen nach außen drehen.
Das Problem bei diesen mittelgroßen Sternen (zu denen auch Sterne wie unsere Sonne gehören) ist, dass, sobald sich ein Ball aus Sauerstoff und Kohlenstoff im Kern gebildet hat, nicht genug Masse vorhanden ist, um ihn zu etwas Schwererem zu verschmelzen. Also sitzt er einfach da und wird von Tag zu Tag heißer. Der Rest des Sterns reagiert auf dieses Inferno im Kern, schwillt an und färbt sich rot, wodurch ein Roter Riese entsteht. Wenn sich unsere Sonne in einen Roten Riesen verwandelt, wird ihr Rand fast die Umlaufbahn der Erde erreichen.
Diese Phase des Roten Riesen ist instabil, und Sterne wie unsere Sonne werden sich zusammenklappen, kollabieren und sich immer wieder aufblähen, wobei jedes Ereignis Winde auslöst, die den Großteil der Sonnenmasse ins Sonnensystem hinaus tragen.
In seinem letzten Todeskampf spuckt ein mittelgroßer Stern seine Eingeweide aus und bildet einen sprudelnden planetarischen Nebel, dünne Gas- und Staubfetzen, die den nun freiliegenden Kern aus Kohlenstoff und Sauerstoff im Zentrum umgeben. Dieser Kern bekommt einen neuen Namen, wenn er dem Vakuum des Weltraums ausgesetzt wird: ein Weißer Zwerg.
Der Weiße Zwerg beleuchtet den umgebenden Planetarischen Nebel und versorgt ihn für etwa 10.000 Jahre mit Energie, bevor die Sternenleiche zu sehr abkühlt, um solche Lichtspiele zu ermöglichen.
Wenngleich schön und verwirrend in einem Teleskop zu betrachten, sind Planetarische Nebel die Produkte eines gewaltsamen, gequälten Todes eines Sterns. Verlockend, ja, aber auch erschütternd zu betrachten.
Erfahren Sie mehr, indem Sie sich die Episode „Was passiert, wenn Sterne sterben?“ im Podcast „Ask A Spaceman“ anhören, verfügbar auf iTunes und im Internet unter http://www.askaspaceman.com. Danke an Mitchell L. für die Fragen, die zu diesem Beitrag geführt haben! Stellen Sie Ihre eigene Frage auf Twitter mit #AskASpaceman oder indem Sie Paul @PaulMattSutter und facebook.com/PaulMattSutter folgen.
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