Rote Riesensterne: Fakten, Definition & die Zukunft der Sonne

Ausdehnende Rote Riesensterne werden zu nahegelegene Planeten verschlucken.

Ausdehnende Rote Riesensterne werden zu nahegelegene Planeten verschlucken. Im Sonnensystem wird die Sonne Merkur und Venus verschlingen und kann auch die Erde verschlingen. (Bildnachweis: James Gitlin/STScI AVL)





Ein Roter Riesenstern ist ein sterbender Stern in den letzten Stadien der Sternentwicklung. In nur wenigen Milliarden Jahren wird sich unsere eigene Sonne in einen roten Riesenstern verwandeln, sich ausdehnen und die inneren Planeten, möglicherweise sogar die Erde, verschlingen. Was hält die Zukunft für das Licht unseres Sonnensystems und ähnlicher Art bereit?

Einen Riesen formen

Die meisten Sterne im Universum sind Hauptreihensterne — diejenigen, die Wasserstoff in Helium umwandeln über Kernfusion . Ein Hauptreihenstern kann eine Masse zwischen dem Drittel- bis Achtfachen der Sonne haben und schließlich den Wasserstoff in seinem Kern durchbrennen. Im Laufe seines Lebens hat sich der nach außen gerichtete Druck der Fusion gegen den nach innen gerichteten Druck der Schwerkraft ausbalanciert. Sobald die Fusion aufhört, übernimmt die Schwerkraft die Führung und komprimiert den Stern kleiner und enger.

Die Temperaturen steigen mit der Kontraktion und erreichen schließlich ein Niveau, bei dem Helium zu Kohlenstoff verschmelzen kann. Abhängig von der Masse des Sterns kann die Heliumverbrennung allmählich erfolgen oder mit einem explosiven Blitz beginnen.



'Obwohl im Kern keine Fusion mehr stattfindet, heizt der Temperaturanstieg die den Kern umgebende Wasserstoffhülle auf, bis sie heiß genug ist, um die Wasserstofffusion zu starten Telescope National Facility sagt auf ihrem Webseite .

Rote Riesensterne erreichen Größen von 100 Millionen bis 1 Milliarde Kilometer Durchmesser (62 Millionen bis 621 Millionen Meilen), 100 bis 1.000 Mal so groß wie die heutige Sonne. Da die Energie über einen größeren Bereich verteilt wird, sind die Oberflächentemperaturen tatsächlich kühler und erreichen nur 2.200 bis 3.200 Grad Celsius (4.000 bis 5.800 Grad Fahrenheit), etwas mehr als halb so heiß wie die Sonne. Diese Temperaturänderung lässt Sterne im röteren Teil des Spektrums leuchten, was zu dem Namen führt roter Riese , obwohl sie oft mehr orange aussehen.

Dieses Bild des dramatischen Nebels um den leuchtend roten Überriesenstern Beteigeuze wurde aus Bildern erstellt, die mit der VISIR-Infrarotkamera des Very Large Telescope (VLT) der ESO aufgenommen wurden. Diese Struktur, die Flammen ähnelt, die vom Stern ausgehen, entsteht, weil der Gigant sein Material in den Weltraum abstößt.



Dieses Bild des dramatischen Nebels um den leuchtend roten Überriesenstern Beteigeuze wurde aus Bildern erstellt, die mit der VISIR-Infrarotkamera des Very Large Telescope (VLT) der ESO aufgenommen wurden. Diese Struktur, die Flammen ähnelt, die vom Stern ausgehen, entsteht, weil der Gigant sein Material in den Weltraum abstößt.(Bildnachweis: ESO / P. Kervella)

Im Jahr 2017 identifizierte ein internationales Astronomenteam die Oberfläche des Roten Riesen π Gruis im Detail mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte . Sie fanden heraus, dass die Oberfläche des Roten Riesen nur wenige konvektive Zellen oder Körnchen hat, die jeweils etwa 120 Millionen Kilometer groß sind. Zum Vergleich: Die Sonne hat etwa zwei Millionen Konvektionszellen mit einem Durchmesser von etwa 1.500 km.

Sterne verbringen ungefähr einige Tausend bis 1 Milliarde Jahre als Roter Riese. Schließlich geht das Helium im Kern aus und die Fusion stoppt. Der Stern schrumpft wieder, bis eine neue Heliumhülle den Kern erreicht. Wenn sich das Helium entzündet, werden die äußeren Schichten des Sterns in riesigen Gas- und Staubwolken, den sogenannten planetarischen Nebeln, weggeblasen. Diese Muscheln sind viel größer und schwächer als ihre Elternsterne.



Der Kern bricht weiter in sich zusammen. Kleinere Sterne wie die Sonne beenden ihr Leben als kompakte Weiße Zwerge. Das Material größerer, massereicherer Sterne fällt nach innen, bis der Stern schließlich zu einem Supernova , Gas und Staub in einem dramatischen feurigen Tod abblasen. [Erstaunliche Fotos von Supernova-Explosionen]

Offener Sternhaufen Messier 50

Die Zukunft der Sonne

In ungefähr 5 Milliarden Jahren wird die Sonne mit der Heliumverbrennung beginnen und sich in einen roten Riesenstern verwandeln. Wenn es sich ausdehnt, werden seine äußeren Schichten Merkur und Venus verzehren und die Erde erreichen. Wissenschaftler diskutieren immer noch, ob unser Planet verschlungen wird oder nicht, oder ob er gefährlich nahe um den dunkleren Stern kreisen wird. In jedem Fall wird das Leben, wie wir es auf der Erde kennen, aufhören zu existieren.

'Ein ähnliches Schicksal könnte die inneren Planeten unseres Sonnensystems erwarten, wenn die Sonne zu einem Roten Riesen wird und sich in etwa fünf Milliarden Jahren bis zur Erdumlaufbahn ausdehnt', sagte der Astronom Alex Wolszczan, Astronom an der Pennsylvania State University in einem Stellungnahme .

'Die Zukunft der Erde besteht darin, zu sterben, wenn die Sonne die Ozeane zum Kochen bringt, aber das heiße Gestein wird überleben', sagt der Astrophysiker Don Kurtz von der University of Lancashire. sagte Reuters .

Die wechselnde Sonne kann jedoch anderen Planeten Hoffnung geben. Wenn Sterne sich in Rote Riesen verwandeln, verändern sie die bewohnbaren Zonen ihres Systems. Die bewohnbare Zone ist die Region, in der flüssiges Wasser vorkommen kann, und wird von den meisten Wissenschaftlern als das Gebiet angesehen, das reif für die Entwicklung von Leben ist. Da ein Stern etwa eine Milliarde Jahre lang ein roter Riese bleibt, kann Leben auf Körpern im äußeren Sonnensystem entstehen, die näher an der Sonne liegen.

'Wenn ein Stern altert und hellt, bewegt sich die bewohnbare Zone nach außen und Sie geben einem Planetensystem im Grunde einen zweiten Wind', sagte der Exoplanetenwissenschaftler Ramses M. Ramirez, ein Forscher am Carl Sagan Institute von Cornell, in a Stellungnahme . 'Gegenwärtig sind Objekte in diesen äußeren Regionen in unserem eigenen Sonnensystem eingefroren, wie Europa und Enceladus - Monde, die Jupiter und Saturn umkreisen.'

Das Zeitfenster wird jedoch nur kurz geöffnet sein. Wenn die Sonne und andere kleinere Sterne wieder zu einem Weißen Zwerg schrumpfen, wird das lebensspendende Licht verschwinden. Und Supernovae von größeren Sternen könnten andere Probleme der Bewohnbarkeit aufwerfen.

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