Die heutigen Sterne in unserem Raum sind nicht die einzig mögliche Art von Sternen. In vielen Milliarden und sogar Billionen von Jahren können neue seltsame Objekte auftauchen, wenn unsere gegenwärtigen Sterne altern und sich in völlig andere Himmelskörper verwandeln. Das Smithsonian-Magazin spricht über vier Arten von Sternen, die in Zukunft entstehen könnten.
In der Anfangsphase seiner Existenz war das Universum mit seltsamen und mysteriösen Objekten gefüllt. Kurz nach dem Urknall könnten riesige Materiewolken direkt schwarze Löcher bilden, ohne wie wir heute sehen, zu Sternen zu verschmelzen. Pseudogalaxien beleuchteten Meere mit neutralem Wasserstoff, machten das Universum transparent und setzten Photonen frei, wo es vorher nur Dunkelheit gab. Und nur kurzlebige Sterne aus Wasserstoff und Helium erschienen und verschwanden wie Funken in der Nacht.
Mehr als 13 Milliarden Jahre später hat die Materie des Universums zahlreiche Arten von Sternen unterschiedlicher Größe, Helligkeit und Lebenserwartung gebildet. Aber die Sterne in unserem heutigen Kosmos sind nicht die einzige Art von Sternen, die existieren kann. In ferner Zukunft, nach vielen Milliarden und sogar Billionen von Jahren, können seltsame Objekte auftauchen, wenn unsere gegenwärtigen Sterne alt werden und sich in völlig andere Himmelskörper verwandeln. Einige dieser Objekte können sogar die Vorboten des thermischen Todes des Universums sein, nach dem das Unbekannte kommen wird.
Wir präsentieren vier Arten von Sternen, die in Zukunft existieren können - natürlich, wenn das Universum bis zu dem Tag lebt, an dem es ihnen Leben geben kann.
Blauer Zwerg
Rote Zwergsterne gelten als die häufigste Art von Sternen im Universum. Sie sind klein und überschreiten manchmal nicht das Volumen von Gasriesenplaneten. Sie haben auch eine geringe Masse und eine niedrige Temperatur (für einen Stern). Die kleinsten Zwerge sind nur 80-mal so groß wie Jupiter, während die Sonne, die vom Typ G (gelber Zwerg) ist, etwa tausendmal so groß wie Jupiter ist.
Aber diese eher kleinen und coolen Stars haben etwas Besonderes an sich. Astronomen glauben, dass rote Zwerge Billionen von Jahren überleben können, indem sie langsam Wasserstoff verbrennen und ihn in Helium umwandeln. Dies bedeutet, dass einige rote Zwerge fast so lange leben wie das Universum. Der Stern, der eine Masse von 10% der Sonnenmasse hat, kann fast sechs Billionen Jahre leben, und die kleinsten Sterne wie TRAPPIST-1 können doppelt so lange überleben, wie in einem 2005 veröffentlichten Artikel berichtet. Das Universum ist nur etwa 13,8 Milliarden Jahre alt, und deshalb haben rote Zwerge weniger als ein Prozent ihres Lebens gelebt.
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Im Gegensatz dazu hat die Sonne nur noch fünf Milliarden Jahre Zeit, danach geht ihr der Wasserstoff aus und sie beginnt, Helium in Kohlenstoff umzuwandeln. Diese Veränderungen lösen eine neue Phase in der Entwicklung der Sonne aus, die sich zunächst zu einem roten Riesen entwickelt und dann abkühlt und auf die Größe eines weißen Zwergs schrumpft. Dies ist die Art elektronenreicher Leiche eines Sterns, die wir in der gesamten Galaxie sehen.
In Billionen von Jahren werden auch rote Zwerge beginnen, ihre letzten Wasserstoffreserven zu zerstören. Kühle kleine Sterne werden für eine Weile sehr heiß sein und blaues Licht ausstrahlen. Anstatt wie die Sonne zu wachsen, bricht der Rote Zwerg zu einem späteren Zeitpunkt seiner Existenz zusammen, dh er bricht nach innen zusammen. Allmählich, wenn die Phase des blauen Zwergs endet, bleibt nur die Sternschale in Form eines kleinen weißen Zwergs übrig.
Schwarzer Zwerg
Aber auch weiße Zwerge können nicht ewig dauern. Wenn einem weißen Zwerg der Kohlenstoff, der Sauerstoff und die freien Elektronen ausgehen, brennt er langsam aus und verwandelt sich in einen schwarzen Zwerg. Diese theoretisch vorhergesagten Objekte bestehen aus entarteter Materie. Sie strahlen wenig oder gar kein Licht aus. In diesem Stadium stirbt der Stern wirklich.
Dies ist das Schicksal von Sternen wie der Sonne, obwohl Milliarden von Jahren vergehen werden, bevor der Stern den Prozess beginnt, ein schwarzer Zwerg zu werden. Bis zum Ende des Lebens der Sonne als Hauptreihenstern (ihre Dauer beträgt etwa 10 Milliarden Jahre und jetzt ist die Sonne 4,8 Milliarden Jahre alt) wird sie möglicherweise bis zur Umlaufbahn der Venus zunehmen und ein roter Riese werden. Es wird diese Größe für eine Milliarde Jahre behalten, danach wird es ein weißer Zwerg. Die NASA schätzt, dass sich die Sonne ungefähr 10 Milliarden Jahre lang in einem Zustand eines weißen Zwergs befinden wird. Es gibt jedoch andere Schätzungen, die darauf hinweisen, dass sich Sterne für eine Billiarde Jahre in dieser Phase befinden könnten. Auf jeden Fall ist dies mehr als das aktuelle Zeitalter des Universums, und daher existiert noch keines dieser exotischen Objekte.
Am Ende des Lebens des Schwarzen Zwergs tritt ein radioaktiver Protonenzerfall auf, der allmählich verdunstet und sich in eine exotische Form von Wasserstoff verwandelt. Die beiden weißen Zwerge wurden 2012 entdeckt und sind über 11 Milliarden Jahre alt, was bedeutet, dass sie kurz davor stehen, schwarze Zwerge zu werden. Dieser Prozess kann jedoch durch eine Vielzahl von Faktoren verlangsamt werden. Daher ist es für uns besser, sie mehrere Milliarden Jahre lang zu beobachten, um zu verstehen, wie sie sich entwickeln.
Gefrorener Stern
Eines Tages wird dem Universum die nutzbare Materie ausgehen, weil die meisten leichteren Elemente zu schwereren werden. Dann erscheinen gefrorene Sterne, die sich nur bis zum Gefrierpunkt von Wasser erwärmen. Sie werden bei einer Temperatur von 273 Grad Kelvin (etwa null Grad Celsius) existieren und aufgrund des Mangels an Wasserstoff und Helium im Weltraum mit verschiedenen schweren Elementen gefüllt sein.
Laut den Wissenschaftlern Fred Adams und Gregory Laughlin, die das Auftreten solcher Objekte vorhersagen, werden sich erst viele Billionen von Jahren gefrorene Sterne bilden. Einige dieser Sterne entstehen durch Kollisionen von Objekten, die als Braune Zwerge bezeichnet werden und größer als Planeten sind, aber zu klein, um sich zu entzünden und zu Sternen zu werden. Gefrorene Sterne haben trotz ihrer niedrigen Temperaturen theoretisch genug Masse für eine begrenzte Kernfusion, aber nicht genug Masse, um ihr eigenes Licht in großen Mengen zu emittieren. Ihre Atmosphäre wird durch eisige Wolken mit einem schwachen Kern verschmutzt, der wenig Energie emittiert. Wenn die Vorhersagen der Wissenschaftler richtig sind, sehen sie eher wie braune Zwerge als wie echte Sterne aus.
In dieser fernen Zukunft werden die größten Sterne in Bezug auf ihre Masse nur 30-mal größer sein als die Sonne, während die heute bekannten Sterne mehr als 300-mal so groß sind wie die Masse unseres Sterns. Nach dieser Theorie werden die Sterne zu diesem Zeitpunkt im Durchschnitt viel kleiner sein, etwa das 40-fache der Masse des Jupiter. Unter der Oberfläche werden sie große Schwierigkeiten haben, Wasserstoff in Helium umzuwandeln. In dieser kalten und fernen Zukunft bleiben laut Adams und Laughlin, wenn das Universum ganz aufhört, Sterne zu erschaffen, nur weiße Zwerge, braune Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher von großen Objekten übrig.
Eisenstern
Wenn sich das Universum ständig ausdehnt, wie es gerade geschieht, und nicht nach innen kollabiert (Wissenschaftler sind sich nicht sicher, wie es sich verhalten wird), dann steht es im Laufe der Zeit vor einer Art "Hitzetod", wenn sich die Atome selbst zu zerstreuen beginnen. Am Ende dieses Zeitraums können sich sehr ungewöhnliche Objekte bilden. Das ungewöhnlichste Objekt dieser Art wäre ein Eisenstern.
Sterne im Weltraum kombinieren ständig leichtere Elemente zu schwereren, und im Laufe der Zeit wird eine unglaubliche Menge an Eisenisotopen auftreten. Es ist ein stabiles und langlebiges Element. Exotisches Quantentunneln wird auf subatomarer Ebene durch Eisen platzen. Mit der Zeit entstehen durch diesen Prozess Eisensterne - riesige Sternmassenobjekte, die fast ausschließlich aus Eisen bestehen. Aber ein solches Objekt kann nur entstehen, wenn es keinen Zerfall von Protonen gibt, und dies ist eine große Frage, auf die die Menschheit keine Antwort hat, weil sie zu wenig gelebt hat.
Niemand weiß, wie lange das Universum dauern wird, und es ist unwahrscheinlich, dass die Menschheit das Ende des Kosmos erleben wird. Aber wenn wir länger leben und den Himmel mehrere Billionen Jahre lang beobachten könnten, würden wir sicherlich erstaunliche Veränderungen erleben.
John Wenz
