Wir wissen, dass die Sonne noch 5 Milliarden Jahre halten wird und uns dann zu einem Roten Riesen ausdehnen wird. Was wird diesen Prozess tatsächlich bewirken?
Eines der praktischen Dinge am Universum, abgesehen von der Tatsache, dass es existiert, ist, dass es uns verrückte unterschiedliche Konfigurationen von allem sehen lässt, einschließlich Planeten, Sterne und Galaxien.
Wir sehen Sterne wie unsere Sonne und dramatisch anders als unsere Sonne. Winzige, kühle rote Zwergsterne mit einem Bruchteil unserer eigenen Masse, die Milliarden und sogar Billionen von Jahren an ihren Wasserstoff-Saftboxen nippen. Sterne mit viel mehr Masse als unsere eigenen, die enorme Strahlungsmengen aussenden und nur wenige Millionen Jahre überdauern, bevor sie als Supernovae detonieren.
Es gibt jüngere als die Sonne; gerade jetzt das Gas und den Staub in ihrem Sonnennebel mit intensiver ultravioletter Strahlung ausräumen. Sterne, die viel älter als unsere sind, zu enormen Größen aufgebläht sind und sich dem Ende ihres Lebens nähern, bevor sie in ihre goldenen Jahre als Weiße Zwerge verblassen.
Die Sonne ist ein Hauptreihenstern, der in seinem Kern Wasserstoff in Helium umwandelt, wie es seit mehr als 4,5 Milliarden Jahren der Fall ist und dies noch weitere 5 oder so tun wird. Am Ende seines Lebens wird er sich als roter Riese aufblähen, so groß, dass er Merkur und Venus und vielleicht sogar die Erde verschlingt.
Welcher Prozess läuft innerhalb der Sonne ab, der dies ermöglicht? Lassen Sie uns die Sonne abschälen und einen Blick auf den Kern werfen. Nachdem wir mit dem Schreien über die brennenden brennenden Hände fertig sind, werden wir sehen, dass die Sonne eine riesige Kugel aus Wasserstoff und Helium ist, 1,4 Millionen Kilometer im Durchmesser Kaugummi-Zentrum mit einem Durchmesser von winzigen 280.000 Kilometern.
Der Kern macht weniger als ein Prozent des gesamten Volumens aus, aber da die Dichte von Wasserstoff im Kauzentrum 150-mal höher ist als die von flüssigem Wasser, macht er unglaubliche 35 % seiner Masse aus.
Es ist der Masse des gesamten Sterns zu verdanken, 2 x 10^30 kg, die dank der Schwerkraft auf den Kern drückt. Hier unten im Kern herrschen Temperaturen von über 15 Millionen Grad Celsius. Es ist der perfekte Ort für ein Kernfusionspicknick.
Es gibt einige Wege, die die Fusion nehmen kann, aber der wichtigste ist, dass Wasserstoffatome in Helium zerlegt werden. Dieser Prozess setzt genügend Gammastrahlung frei, um Sie zu einem Planeten voller Hulks zu machen.
Proton-Proton-Fusion in einem sonnenähnlichen Stern. Bildnachweis: Borb
Während die Sonne die Wasserstofffusion durchführt, hat sich all dieses Helium in ihrem Kern angehäuft, wie nuklearer Abfall. Erschreckenderweise ist es immer noch Treibstoff, aber unsere kleine Sonne hat einfach nicht die Temperatur oder den Druck im Kern, um sie nutzen zu können.
Schließlich wird die Fusion im Kern der Sonne unterbrochen, erstickt von all diesem Helium und in einem letzten Atemzug schriller Mickey-Mouse-Stimme beginnt sich der Heliumkern zusammenzuziehen und zu erhitzen. An diesem Punkt passiert etwas Erstaunliches. Es ist jetzt heiß genug, um eine Wasserstoffschicht um den Kern herum aufzuheizen und wieder zu fusionieren. Die Sonne bekommt jetzt eine zweite Chance im Leben.
Da diese äußere Schicht ein größeres Volumen enthält als der ursprüngliche Kern der Sonne, erwärmt sie sich erheblich und setzt viel mehr Energie frei. Diese Zunahme des Lichtdrucks vom Kern drückt viel stärker gegen die Schwerkraft und erweitert das Volumen der Sonne.
Auch dies ist nicht das Ende des Lebens des Stars. Verdammt, Harkness, bleib einfach unten. Helium baut sich weiter auf, und selbst diese zusätzliche Hülle um den Kern ist nicht heiß und dicht genug, um die Fusion zu unterstützen. Der Kern stirbt also wieder ab. Der Stern beginnt sich zusammenzuziehen, die Gravitationsenergie erwärmt sich wieder, sodass eine andere Wasserstoffhülle den Druck und die Temperatur für die Fusion hat, und dann sind wir wieder im Geschäft!
Roter Riese. Bildnachweis:NASA/ Walt Feimer
Unsere Sonne wird diesen Prozess wahrscheinlich mehrmals durchlaufen, wobei jede Phase einige Jahre dauert, da sie sich ausdehnt und zusammenzieht, sich erwärmt und abkühlt. Unsere Sonne wird zu einem veränderlichen Stern.
Irgendwann geht uns der nutzbare Wasserstoff aus, aber glücklicherweise ist er in der Lage, auf Helium als Brennstoff umzusteigen und Kohlenstoff und Sauerstoff als Nebenprodukte zu erzeugen. Dies dauert nicht lange, und wenn sie weg ist, schwillt die Sonne auf das Hundertfache ihrer Größe an und setzt Tausende von Mal mehr Energie frei.
Dann wird die Sonne zu diesem vertrauten Roten Riesen, der die leckeren Planeten verschlingt, einschließlich möglicherweise der Erde. Die verbleibende Atmosphäre bläst aus der Sonne heraus und driftet in den Weltraum ab, wodurch ein wunderschöner planetarischer Nebel entsteht, an dem sich zukünftige außerirdische Astronomen erfreuen werden Tausende von Jahren. Übrig bleibt ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Kern, ein Weißer Zwerg.
Die Sonne hat keine Tricks mehr, um Fusionen zu ermöglichen, und sie wird jetzt auf die Hintergrundtemperatur des Universums abkühlen. Unsere Sonne wird in Milliarden von Jahren auf dramatische Weise sterben, wenn sie das 500-fache ihres ursprünglichen Volumens aufbläht.
Was glauben Sie, wie zukünftige außerirdische Astronomen den von der Sonne hinterlassenen planetarischen Nebel nennen werden? Geben Sie ihm in den Kommentaren unten einen Namen.
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