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Was passiert, wenn die Sonne ausbrennt?

Unsere Sonne ist praktisch im mittleren Alter. Eines Tages wird sie sterben. Dies ist, was Astronomen glauben, wird passieren ...

Evolution der Sonne von einem Hauptreihenstern zu einem roten Riesen zu einem planetarischen Nebel / weißen Zwerg ESO / S. Steinhöfel

Unser Heimatstern, die Sonne, gibt unserem Planeten Leben. Durch Glück oder Design hat die Erde genau die richtige Größe und den richtigen Abstand zur Sonne, um das Leben zu erhalten. Gleichzeitig ist die Erde abgeschirmtschädliche kosmische Strahlung durch Atmosphäre und Magnetfeld.

Die Sonne und der Rest des Sonnensystems bildeten sich aus einer riesigen, rotierenden Gas- und Staubwolke, die als Solarnebel bezeichnet wird. Als der Nebel aufgrund der Kraft seiner überwältigenden Schwerkraft zusammenbrach, begann er sich schneller zu drehen und wurde schließlich wie abgeflachtein Pfannkuchen in eine Scheibe. Der größte Teil des Materials wurde zur Mitte gezogen und bildete zuerst einen Protostern und dann unsere Sonne, die macht rund 99,8% der Masse des gesamten Sonnensystems aus.

Dieser Prozess begann vor ungefähr 4,5 Milliarden Jahren, und es wird geschätzt, dass es ungefähr 50 Millionen Jahre gedauert hat, bis Druck und Temperaturen so stark angestiegen sind, dass Wasserstoff und Helium miteinander verschmelzen und schwerere Elemente bilden. Was vom Kosmischen übrig geblieben istTrümmer kamen zusammen, um die Planeten in unserem Sonnensystem zu bilden. Der Rest, wie sie sagen, ist Geschichte.

Die Sonne ist im Durchschnitt der Sterne relativ durchschnittlich. Sie ist nicht so groß, dass sie extrem hell brannte und ihren Sternentreibstoff schnell verbrauchte, bevor sie in eine Supernova explodierte. Sie ist nicht dunkel und winzig wie ein roter Zwerg. Um fair zu sein, diesekann über eine Billion Jahre lang stabil bleiben, was sie zu einigen der letzten Sterne machen würde, die den möglichen Hitzetod des Universums überleben würden.

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Gute Nacht Sonne, Gute Nacht Mond :

Es wird angenommen, dass die Sonne ungefähr in der Mitte ihrer Lebensdauer ist und in etwa 5 Milliarden Jahren keinen Treibstoff mehr hat. Was passiert? im Kern der Sonne ist ziemlich interessant und der Schlüssel zum Verständnis, wie die Sonne unweigerlich sterben wird.

Der Kern der Sonne ist unglaublich dicht und extrem heiß, ungefähr 15.000.000 Grad Celsius, heiß und dicht genug um die Kernfusion aufrechtzuerhalten . Es ist mit Wasserstoffkernen gefüllt, die mit anderen Wasserstoffkernen kollidieren. Dabei reicht die Energie im Kern aus, damit sich die Kerne zusammenbinden und Helium bilden können. Dabei entsteht eine enorme Energiemengeveröffentlicht.

Die im Kern erzeugte Energie treibt die Sonne an und erzeugt die Wärme, das Licht und die Strahlung, die die Sonne abgibt. Diese Energie ist auch ein wichtiger Bestandteil, um das Gleichgewicht zwischen der Sonne und der intensiven Anziehungskraft im Kern der Sonne aufrechtzuerhalten. Eines Tages wird nicht genug Energie vorhanden sein, um der Anziehungskraft entgegenzuwirken, sodass sich die Sonne schließlich zusammenzieht.Erhöhen sowohl des Drucks als auch der Temperatur des Sonnenkerns. Wenn sich die Menge an Helium im Kern aufbaut, steigt die Temperatur der Fusionsreaktionen an, um der zunehmenden Dichte entgegenzuwirken, die der Anfang vom Ende ist.

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Diese zusätzliche Energie führt dazu, dass die Sonne zuerst heller wird und dann die äußeren Schichten anschwellen, wodurch die Atmosphäre der Sonne auf das 200-fache ihrer aktuellen Größe ansteigt, einen roten Riesen erzeugt und ihn direkt in den Weg der Erde bringt.Verabschieden Sie sich von Merkur und Venus!

Ein Vergleich der Sonne mit der Sonne als roter Riese Quelle : Oona Räisänen / Wikimedia

Die heißere Sonne wird das Leben auf der Erde töten, aber es kann dazu führen, dass die derzeit kältesten Bereiche des Sonnensystems bewohnbar werden.

Die Sonne wird auch ihr Gas in den Weltraum abgeben und einen planetarischen Nebel erzeugen. Selbst wenn sich die äußeren Schichten eines roten Riesensterns zu einer riesigen Wolke ausdehnen, zieht sich sein innerer Kern zusammen. Die Temperatur und der Druck im Kern der Sonne werden auf das Zehnfache ihrer aktuellen Werte ansteigen. Ungefähr 1,2 Milliarden Jahre nach dem Verlassen der SonneIn der Hauptsequenz wird das Zentrum des Heliumkerns der Sonne so heiß und dicht, dass es sich entzündet und verbrennt und a bildet. weißer Zwerg . Dieser weiße Zwergstern wird sein ungefähr so ​​groß wie die Erde, mit der halben Masse der Sonne.

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Elektronendegenerationsdruck

Weiße Zwerge sind an und für sich äußerst interessante Objekte - sie durchlaufen einen ähnlichen Prozess wie Neutronensterne, nur dass sie anstelle des nuklearen Entartungsdrucks die Existenz des Objekts antreiben. elektronendegeneriert ein Zustand, in dem alle den Atomkern umgebenden Elektronen in den Quantenzustand mit der niedrigsten Energie gezwungen werden. Dies bedeutet, dass anstelle einer Fusion dem Schwerkraftdruck entgegengewirkt wird, um zu verhindern, dass die Sonne unter ihrem eigenen Gewicht zusammenbricht Obwohl es nicht schwer genug ist, um einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch zu bilden, verhindert der Druck der Elektronendegeneration, dass der Weiße Zwerg weiter zusammenbricht.

Die Gase, die aus den äußersten Schichten der Sonne in den Weltraum ausgestoßen wurden, umkreisen den weißen Zwerg einige Zehntausende von Jahren. Das winzige dichte Objekt setzt eine Menge ultravioletter Strahlung frei, die die Gase ionisiert und sie zum Leuchten bringt- Schaffung eines Emissionsnebels.

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Ein wunderschönes Bild des Helix-Nebels von Blanco und Hubble Quelle : CR O'Dell Vanderbilt et al., ESA, NOAO, NASA

Der zurückgelassene Nebel ähnelt möglicherweise am ehesten dem Helix-Nebel, der aussieht wie ein riesiges Auge, das im Weltraum herumschwebt.

Wie geht es weiter?

Astronomen sind sich nicht sicher, ob die Erde selbst das Wachstum der Sonne überleben wird, noch bevor sie sich zu einem roten Riesen ausdehnt. Nach einigen Schätzungen in etwa In 1 Milliarde Jahren wird die Sonne 10 Prozent heller sein als heute. Dies bedeutet auch eine Zunahme der Wärmeenergie und löst einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt aus, der dem der Venus ähnelt.

Wissenschaftler sind sich nicht sicher, ob die Erde verbraucht wird, sobald sich die Sonne zu einem roten Riesen ausdehnt. Selbst wenn die Erde nicht vollständig verzehrt würde, würde die intensive Hitze der Sonne des roten Riesen es für das Leben völlig unmöglich machenÜberleben.

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Obwohl dies offensichtlich keine gute Sache für die Erde ist, eröffnet es die Möglichkeit, dass Planeten wie der Mars und Monde wie Titan und Europa auftauen und möglicherweise bewohnbar werden . Astronomen glauben, dass Orte im äußeren Bereich unseres Sonnensystems, wie Pluto oder andere Objekte im Kuipergürtel, zu milden Oasen werden können, da die Energie der sterbenden Sonne die Temperaturen so weit anwählt, dass sie mit der Erdströmung vergleichbar sindEs wird angenommen, dass einige dieser Orte große Mengen an Wassereis unter der Oberfläche beherbergen. Sie können sogar komplexe organische Moleküle enthalten.

In einem Papier veröffentlicht 2003 Astronomen schätzten, dass Pluto, wenn die Sonne ihr Ende erreicht, möglicherweise eine eigene Atmosphäre entwickeln könnte, die für das Leben entscheidend ist. Technisch gesehen sind Objekte innerhalb von 10 bis 50 AE eine AE oder astronomische Einheit der Abstand zwischen Erde und Erdedie Sonne könnte zum ersten Mal bewohnbar werden.

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Pluto, aufgenommen auf einem Foto von New Horizons aus dem Jahr 2015 Quelle: NASA / JHUAPL / SwRI

" Wenn die Sonne ein roter Riese ist Die Eiswelten unseres Sonnensystems werden für zehn bis mehrere hundert Millionen Jahre schmelzen und zu Ozeanoasen werden ", sagt S. Alan Stern, Direktor der Abteilung für Weltraumstudien des Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, undDer Autor der Studie: "Unser Sonnensystem wird dann nicht wie jetzt eine Welt mit Oberflächenmeeren beherbergen, sondern Hunderte für alle eisigen Monde der Riesenplaneten, und die eisigen Zwergplaneten des Kuipergürtels werden auch Ozeane tragen."Da Plutos Temperatur dann nicht sehr unterschiedlich sein wird als die von Miami Beach heute, nenne ich diese Welten gerne "warme Plutos", analog zu der Fülle heißer Jupiter, die in den letzten Jahren sonnenähnliche Sterne umkreisen. "

Die Rot-Riesen-Phase wird voraussichtlich einige Tausend bis eine Milliarde Jahre dauern. Die Sonne wird auch viel heller und instabiler, wenn sie bis zum Ende läuft, und pulsiert manchmal 6.000 Mal mehr Licht und Energie als jetzt. PlutosEine extrem unregelmäßige Umlaufbahn kann sich auch nachteilig auf die potenzielle zukünftige Bewohnbarkeit auswirken. Zum Glück haben wir noch lange Zeit, um einen Plan auszuarbeiten, um die Erde zu verlassen, bevor die Sonne untergeht.

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