Nach einer etwas längeren Pause geht es endlich wieder weiter in der Serie “Fragen zur Astronomie”. Und diesmal gleich mit einer besonders schönen Frage: Wie lange gibt es noch Sterne im Universum?
Ein Stern ist – etwas vereinfacht gesagt – eine große Kugel aus Wasserstoff und Helium in deren Inneren Kernfusion stattfindet. Diese Kernfusion setzt Energie frei und bringt den Stern zum Leuchten. Die Kernfusion verbraucht aber auch den Wasserstoff und wenn der alle ist, dann hört die Fusion auf. In der Endphase kann ein Stern zwar unter bestimmten Umständen auch noch andere Elemente wie Helium, Sauerstoff oder Kohlenstoff fusionieren, aber irgendwann ist dann Schluss. Der Stern hört auf ein Stern zu sein und wird zu einem Objekt in dem keine Kernfusion mehr stattfinden kann. Je nach der ursprünglichen Masse des Sterns ist das dann ein weißer Zwerg, ein Neutronenstern oder ein schwarzes Loch.
Sterne gibt es nicht für immer Bild: ESA, NASA)
Das Leben eines Sterns ist also endlich. Aber Sterne sterben nicht nur, sie werden auch immer wieder neu geboren. Aus den riesigen Gaswolken im interstellaren Raum können immer wieder neue Sterne entstehen. Aber nicht beliebig lange! In unserer Milchstraße entstehen zum Beispiel im Durchschnitt nur drei bis fünf neue Sterne pro Jahr. Früher – also vor ein paar Milliarden Jahren – war das anders, da entstanden wesentlich mehr Sterne. Junge Galaxien haben nicht nur mehr Gas zur Verfügung aus dem Sterne entstehen können; sie sind auch sehr viel dynamischer. Und es braucht Dynamik, damit das Gas in den Wolken kollabieren und zu einem Stern werden kann.
Aber egal ob jetzt viele oder wenige Sterne entstehen: Hauptsache sie entstehen! Das tun sie jetzt und das werden sie auch in der Zukunft tun. Irgendwann ist dann aber tatsächlich Schluss. Das im beobachtbaren Universum vorhandene Gas ist begrenzt. Die genaue Menge abzuschätzen ist schwierig; wenn ein Stern am Ende seines Lebens zum Beispiel in Form einer Supernova explodiert kommt ja immer auch ein wenig zurück ins All. Aber man kann zumindest grob absehen, wann es mit den Sternen vorbei sein wird.
Die Astronomen Fred Adams und Gregory Laughlin haben das sehr ausführlich in ihrer Arbeit “A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects” getan. Sie teilen die vergangene und zukünftige Geschichte des Kosmos in fünf Phasen ein. Direkt nach dem Urknall gab es noch keine Sterne; es dauerte ungefähr eine Million Jahre, bis sich die allerersten Sterne bilden konnten. Diese erste Ära wird die Strahlungsdominierte Ära genannt. Seit damals leben wir in der Sternenreichen Ära. Der Himmel ist voll mit Sternen und Galaxien; so wie wir ihn kennen. Die Lebensdauer der Sterne ist unterschiedlich; je nach ihrer Masse. Unsere Sonne hat eine gesamte Lebensdauer von ungefähr 10 Milliarden Jahren; massereichere Sterne leben kürzer und masseärmere Sterne können deutlich länger leben. Kleine rote Zwergsterne wie zum Beispiel unser nächster Nachbar Proxima Centauri haben eine Lebenserwartung die sich in Billionen Jahren misst. Aber ungefähr 100 Billionen Jahre nach dem Urknall wird die Ära der Sterne zu Ende gehen. Die Sonne und die Erde gibt es da natürlich schon lange nicht mehr, aber in dieser fernen Zukunft werden auch die letzten roten Zwerge ihren Brennstoff verbraucht haben und es wird kein Gas mehr für neue Sterne übrig sein.
Auf die Sternenreiche Ära folgt dann die Ära der Degeneration in der sich die verbleibenden Objekte – weiße Zwerge, Planeten, braune Zwerge, etc – langsam gegenseitig zerstören bzw. in schwarze Löcher fallen. Noch weiter in der Zukunft folgt die Ära der schwarze Löcher, die dann das Universum dominieren und irgendwann wird dann endgültig die Dunkle Ära anbrechen, in der sich auch die schwarzen Löcher aufgelöst haben und die Atome der Materie langsam zu Strahlung zerfallen (siehe dazu auch hier). Das wird so weit in der Zukunft stattfinden, das es kaum mehr vernünftige Zahlen gibt: 10100 bis 101000 Jahre. Das kann sich auch niemand mehr vorstellen – die paar Billionen Jahre in denen Sterne das Universum erhellen fallen bei diesen Maßstäben kaum mehr ins Gewicht.
Die Antwort auf die Frage lautet also: Sterne gibt es noch etwa 100 Billionen Jahre lang, dann ist Schluss. Wir können also froh sein, dass wir in der sternenreichen Ära des Kosmos leben. Obwohl es ja auch nicht anders sein könnte: Gäbe es keine Sterne, dann gäbe es auch das Leben so wie wir es kennen nicht. Wir können nur in einem Universum voller Sterne existieren.
Mehr Antworten findet ihr auf der Übersichtsseite zu den Fragen, wo ihr selbst auch Fragen stellen könnt.
Kommentare (31)