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Astronomie

Das Ende der Sonne

Viele Sterne kreieren am Ende ihres Daseins einen wild leuchtenden Planetarischen Nebel. Gilt das auch für unsere Sonne?
Kälter geht es kaum noch - der Bumerangnebel

Eines Tages wird die Welt untergehen. Astronomen haben auch schon eine ungefähre Vorstellung, wann es spätestens so weit sein wird: In rund fünf Milliarden Jahren geht unserer Sonne langsam der Brennstoff aus. Dann bläht sich die Plasmakugel vor unserer Haustür zu einem noch viel größeren Feuerball auf, einem Roten Riesen. Erst schluckt dieser Merkur, dann Venus – und schließlich wohl auch die Erde.

Aber was passiert dann? Fest steht, dass der Rote Riese kollabiert, sobald er sämtliche Heliumvorräte in seinem Inneren per Kernfusion in Kohlenstoff umgewandelt hat. Übrig bleibt eine kleine, milchig-schimmernde Sternleiche, ein so genannter Weißer Zwerg. Er wird nur durch einen sonderbaren, nach außen gerichteten »Entartungsdruck« zwischen den Elektronen seiner Atome davor bewahrt, zu einem noch kompakteren Objekt zu werden.

Eine leuchtende Hülle

Rätselhafter ist, wie das Umfeld des toten Zwergs aussehen wird. Für Sterne, die das zwei- bis achtfache Gewicht unserer Sonne auf die Waage bringen, ist das Schicksal klar: Sie stoßen am Ende ihrer Roter-Riese-Phase einen beträchtlichen Teil ihrer Gashülle ab, die von der Strahlung des sterbenden Sterns in die Tiefen des Weltalls geblasen und zum Leuchten angeregt wird. Die Folge ist ein so genannter Planetarischer Nebel, der sich Tausende von Jahren ausdehnt und viel heller und spektakulärer leuchtet als einst sein Mutterstern.

Aber erschaffen auch leichtere Sterne vom Format unserer Sonne solch ein stellares Kunstwerk? Über diese Frage debattieren Astrophysiker seit Jahrzehnten – und haben ihre Meinung immer wieder mal geändert. Vor fünf Jahren etwa argumentierten sie noch, dass Sterne dazu nur dann im Stande sind, wenn sie mindestens 1,2-mal so viel Masse wie unsere Sonne haben.

Rätselhafte Nebel

Darauf deutete damals eine sorgfältige Analyse von Sternen in der Andromeda-Galaxie hin. Die gängigen Modelle der Sternentwicklung können aber längst nicht alle Details solcher Beobachtungen erklären. So ist beispielsweise unklar, warum die hellsten Nebel in Galaxien stets die gleiche Strahlungsmenge abzugeben scheinen, obwohl sie aus ziemlich unterschiedlichen Sternen entstanden sein müssten.

Nun will einem Autorentrio um Krzysztof Gęsicki von der Nicolaus Copernicus University in Torun, Polen, der große Wurf gelungen sein: Auch unsere Sonne werde einst einen Planetarischen Nebel hervorbringen, berichten die Forscher im Fachmagazin »Nature Astronomy«. Diese Wolke werde allerdings deutlich blasser ausfallen als die Nebel schwererer Sterne.

Rote Riesen erhitzen sich schneller

Die Wissenschaftler stützen ihre Prognose auf Computersimulationen, mit denen sie die Entwicklung unterschiedlich massereicher Sterne mit unterschiedlich voluminösen Hüllen durchgespielt haben. Mit den verwendeten Modellen könne man erklären, warum die hellsten planetarischen Nebulae stets gleich hell sind, schreiben die Autoren. Außerdem habe sich gezeigt, dass sich die Kerne Roter Riesen nach dem Abwurf ihrer Hülle deutlich schneller erhitzen als bisher gedacht. Somit hätten selbst kleinere Sterne wie die Sonne eine Chance, das Material zum Leuchten anzuregen, argumentieren die Wissenschaftler.

In ihrem Fachaufsatz räumen sie allerdings auch ein, dass mit Blick auf unsere Sonne enorme Unsicherheiten bestehen. So könnte sie auch gerade etwas zu wenig Masse haben, um einen Planetarischen Nebel ins Leben zu rufen. Daneben sei durchaus denkbar, dass die Sonne sich anders entwickelt als erwartet. Auch in diesem Fall würde sich kein sichtbares Relikt bilden.

Somit dürfte das Endstadium der Sonne weiter für Diskussionen unter Astrophysikern sorgen. Fest steht nur: Auf der Erde wird es in spätestens fünf Milliarden Jahren extrem ungemütlich. Sollte die Menschheit bis dahin überlebt haben, kann sie im besten Fall aus großem Abstand dabei zusehen, wie bei ihrer alten Sonne das Licht ausgeht.

19/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 19/2018

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