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Leben und Sterben eines Sterns
Im Universum gibt es Abertausende von Sternen. Unser Stern heisst Sonne. Wie entsteht ein Stern? Was hält ihn am Leben und wie lange leuchtet er am Nachthimmel?
Die Sonne ist ein kleiner Stern und existiert, wie unser Planet Erde, schon seit 5 Milliarden Jahren. Beide werden noch weitere 5 Milliarden Jahre erleben.
Geburt eines Sterns
Auch unsere Sonne war vor über fünf Milliarden Jahren nur eine Ansammlung von Gas und Staub. Die sogenannte Gravitationskraft (oder "Schwerkraft") sorgte dafür, dass diese Ansammlung sich über Jahrmillionen zu einer Gaswolke verdichtete. Je dichter die Wolke, desto heisser ist es in ihrem Inneren. Die Gasteilchen stossen immer heftiger und immer häufiger aufeinander. Es wird heisser und heisser. Irgendwann ist es so heiss, dass die Teilchen miteinander verschmelzen – ein Stern ist entstanden.
Kleine Sterne leben viel länger
Ein Stern besteht vor allem aus Wasserstoff- und Heliumteilchen. In seinem Inneren verschmelzen jeweils zwei Wasserstoffteilchen miteinander – man nennt das Kernfusion. Dabei entsteht ein Helium-Teilchen und viel Energie. Die Energie in Form von Hitze und Licht wird in den dunklen, kalten Weltraum gestrahlt. Langsam aber sicher verliert der Stern an Energie.
Wie lange die „Brennstoff“-Reserven ausreichen, hängt von der Grösse des Sterns ab. Je grösser, desto mehr Energie verbraucht er und desto kürzer sein Leben. Die Formel für den Energieverbrauch eines Sterns (im Vergleich zur Sonne) lautet:
Die Zahl, um wie viel der Stern grösser oder kleiner ist als unsere Sonne, hoch 3.
Wenn also ein Stern zweimal so gross ist wie unsere Sonne, verbraucht er nicht etwa nur zweimal soviel Energie wie unsere Sonne, sondern gleich achtmal (2 mal 2 mal 2). Ein Stern, der dreimal so gross ist wie die Sonne, verbraucht 27-mal (3 mal 3 mal 3) mehr Energie, usw.
Ein langes Ende
Auch die Art und Weise, wie ein Stern während Millionen von Jahren „stirbt“, hängt von seiner Grösse ab.
Sterne in der Grösse unserer Sonne blähen sich gegen das Ende hin auf und strahlen rötlich, sie werden zu „Roten Riesen“. Auch unsere Sonne wird eines Tages dieses Schicksal treffen. Die Sonne wird so gross werden, dass sie die Erde und alle anderen Planeten unseres Sonnensystems verschluckt.
Ein Roter Riese wird so heiss, dass seine äussere Hülle weggeblasen wird. Die Hülle enthält auch Kohlenstoff und Sauerstoff, Baumaterial für spätere Generationen von Sternen und Planeten. Wenn keine Hülle mehr da ist, verlieren die Sterne schnell an Energie und Masse. Sie schrumpfen und strahlen weisses Licht ab – sie werden zu „Weissen Zwergen“.
Ein Weisser Zwerg ist etwa so gross wie die Erde. Über weitere Milliarden von Jahren kühlt der Zwerg aus. Während den ersten tausend Jahren umgibt ihn ein wunderschöner Nebel. Viel, viel später wird der weisse Zwerg zu einem schwarzen Zwerg. Dieser heisst so, weil er keine Wärme und kein Licht mehr abstrahlt. Man vermutet, dass das Universum noch nicht alt genug ist, dass es schon schwarze Zwerge geben kann.
Die Supernova
Sterne, die um ein Vielfaches grösser sind als unsere Sonne, haben einen noch spektakuläreren Abgang. Statt dass sie nach dem Aufblähen wieder schrumpfen, enden sie in einer gigantischen Explosion, einer so genannten Supernova. Bei einer Supernova werden die äusseren Schichten des Sterns ins All geschleudert. Der Kern wird entweder zu einer schwachen kleinen Sonne (Neutronenstern) oder einem schwarzen Loch.