Stellare Entwicklung
Die Sternentwicklung ist die Untersuchung, wie sich ein Stern im Laufe der Zeit verändert. Sterne können sich zwischen ihrer Entstehung und dem Zeitpunkt, an dem ihnen die Energie ausgeht, sehr stark verändern. Da Sterne über Millionen oder Milliarden von Jahren Licht und Wärme erzeugen können, untersuchen Wissenschaftler die Sternentwicklung, indem sie viele verschiedene Sterne in verschiedenen Stadien ihres Lebens untersuchen.
Die Stadien im Leben eines Sterns sind: Nebel, Hauptreihenstern, Roter Riese und entweder Weißer Zwerg, gefolgt von Schwarzem Zwerg, Neutronenstern oder Schwarzem Loch.
Der Lebenszyklus der Sonne
Wie ein Stern geboren wird
Ein Stern beginnt sein Leben als eine Staub- und Gaswolke, die als Nebel bezeichnet wird. Dieser wird durch die Schwerkraft zusammengezogen, wodurch er sich aufheizt. Außerdem beginnt er sich zu drehen und wie ein Ball auszusehen. Wenn er heiß genug wird, setzt er durch Kernfusion Energie frei und wandelt Wasserstoff in Helium um. Dadurch leuchtet er sehr hell und wird zu dem, was sich Astronomen als Hauptreihenstern vorstellen. Er könnte für Milliarden von Jahren ein Hauptreihenstern bleiben und in etwa gleich aussehen.
Veränderungen von Helligkeit und Temperatur, wenn ein Stern wie unsere Sonne altert
Wie ein Star ins Alter kommt
Früher oder später ist fast der gesamte Wasserstoff im Zentrum auf Helium umgestiegen. Dies führt dazu, dass die Kernreaktion in der Mitte des Sterns zum Stillstand kommt und sich das Zentrum aufgrund der Schwerkraft des Sterns zu verkleinern beginnt. Die Schicht des Sterns unmittelbar außerhalb des Zentrums wird beginnen, Wasserstoff in Helium umzuwandeln, wobei Energie freigesetzt wird.
Die äußeren Schichten des Sterns werden viel, viel größer werden. Der Stern wird viel mehr Licht erzeugen, manchmal bis zu zehntausendmal mehr als am Anfang. Da die Oberfläche des Sterns größer wird, wird diese Energie über ein viel größeres Gebiet verteilt werden. Aus diesem Grund wird die Temperatur der Oberfläche sinken und die Farbe wird sich in rot oder orange verändern. Er wird ein roter Riese werden. Er kann jeden Planeten verschlucken, der ihn umkreist.
Wie ein Stern stirbt
Später hört der Rote Riese, der von einem Stern wie dem unseren übrig geblieben war, auf zu brennen. Eine Gaswolke wird freigesetzt, und ein kleinerer Stern, ein so genannter Weißer Zwerg, bleibt zurück. Nach einer wirklich langen Zeit kühlt der Weiße Zwerg zu einem Schwarzen Zwerg ab.
Aber wenn ein großer roter Riese explodiert, ist die Explosion viel größer und wird als Supernova bezeichnet. Statt eines Weißen Zwergs hinterlässt sie einen viel kleineren, viel dichteren Ball, der Neutronenstern genannt wird. Ein Neutronenstern entsteht, weil die Gravitationskraft so stark ist, dass die zurückbleibenden Atome keine Elektronen hätten, die den Atomkern umkreisen. Ein Teelöffel dieser Materie könnte so viel wiegen wie die gesamte Erde.
Ein viel größerer Roter Riese hinterlässt ein Schwarzes Loch. Ein Schwarzes Loch entsteht, weil die Schwerkraft so stark ist, dass sogar die Protonen und Neutronen in sich selbst kollabieren. Selbst Licht kann einem Schwarzen Loch nicht mehr entkommen. Da wir nichts kennen, was stärker ist als die Kraft, die die Atomkerne (die Mehrzahl der "Kerne") zusammenhält, glauben einige Physiker, dass ein Schwarzes Loch bis zu einem mathematischen Punkt kollabiert, der als Singularität bezeichnet wird.
