Das Leben eines sonnenähnlichen Sterns

In etwa 5 Milliarden Jahren wird sich die Sonne zu einem roten Riesen aufblähen, der Merkur und Venus verschlingen kann.

Geboren in einer kalten Wolke

Sterne entstehen in Molekülwolken, riesigen Gebieten aus kaltem Gas und Staub. Laut NASA enthalten sie zwischen dem 1000-Fachen und dem 10-Millionen-Fachen der Sonnenmasse und können Hunderte Lichtjahre groß sein. Weil das Gas kalt ist, bildet es Klumpen. Manche stoßen zusammen oder sammeln weiteres Material. Ihre Schwerkraft wächst, bis sie schließlich kollabieren. Beim Schrumpfen wird ein Klumpen heißer und dreht sich schneller. Das übrige Gas flacht zu einer Scheibe ab. Das heiße, kollabierende Zentrum ist ein Protostern. Seine Energie stammt zu diesem Zeitpunkt aus der Verdichtung selbst, nicht aus Kernfusion. So entstand die Sonne vor etwa 4.6 Milliarden Jahren. Aus der Scheibe um sie herum wurden die Planeten.

Erreicht der Kern Millionen Grad, setzt die Wasserstofffusion ein. Der nach außen gerichtete Druck der freigesetzten Energie stoppt den Kollaps. Der Stern ist nun auf der Hauptreihe, der längsten Phase seines Lebens. Die Masse bestimmt das Tempo. Die NASA erklärt, dass massereichere Sterne ihren Brennstoff schneller verbrauchen müssen, um sich gegen die eigene Schwerkraft zu halten. Deshalb leuchten sie heller und sterben früher, während massearme Sterne länger, schwächer und kühler brennen. Die Hauptreihenphase der Sonne dauert insgesamt etwa 10 Milliarden Jahre. Sie hat noch nicht ganz die Hälfte davon hinter sich.

Wenn der Wasserstoff ausgeht

Ist der Wasserstoff im Kern aufgebraucht, stoppt dort die Fusion, und die Schwerkraft gewinnt vorübergehend die Oberhand. Der Kern schrumpft und wird heißer, und in einer Schale um den Kern beginnt Wasserstoff zu fusionieren. Diese zusätzliche Energie lässt die äußeren Schichten enorm anschwellen und abkühlen. Der Stern wird zum roten Riesen, der laut NASA eher orange als rot aussieht. Bei der Sonne beginnt das in etwa 5 Milliarden Jahren. Sie wird laut NASA so groß, dass sie Merkur und Venus verschlingt, möglicherweise auch die Erde. Arktur mit etwa dem 25-fachen Sonnendurchmesser zeigt, wie diese Phase heute aussieht.

Rote Riesen werden instabil und pulsieren. Dabei blähen sie sich auf und stoßen Teile ihrer Atmosphäre ab. Schließlich treiben alle äußeren Schichten als expandierende, leuchtende Hülle davon: ein planetarischer Nebel. Der Name stammt aus der Zeit kleiner Teleskope, in denen die runden Hüllen ein wenig wie Planeten aussahen. Mit Planeten haben sie nichts zu tun. Die NASA nennt als Beispiel den Helixnebel, 650 Lichtjahre entfernt im Sternbild Wassermann. In der Mitte bleibt der freigelegte Sternkern zurück.

Ein weißer Zwerg

Dieser Kern ist ein weißer Zwerg. Laut NASA ist er meist etwa so groß wie die Erde, aber Hunderttausende Male massereicher. Er erzeugt keine neue Wärme und kühlt deshalb über Milliarden Jahre langsam ab. Dabei verändert sich sein Leuchten von Blauweiß zu Rot. Sirius B ist ein nahes Beispiel: Im Modell ist die Erde neben dem weißen Zwerg bei gleichem Maßstab etwas größer. Sterne mit weniger als etwa acht Sonnenmassen enden auf diese Weise. Das betrifft die große Mehrheit aller Sterne.