Rote Riesen und weiße Zwerge - scinexx | Das Wissensmagazin
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Das Ende eines Sterns

Rote Riesen und weiße Zwerge

© Fraunhofer Gesellschaft

Irgendwann ist im Kern eine Temperatur von 100 Millionen Grad erreicht. Bei dieser Temperatur zündet plötzlich explosionsartig das sogenannte Heliumbrennen. War das Helium vorher nur die Asche des Brennvorgangs, so wird es nun selber zum Brennstoff, da bei immer höheren Temperaturen schwerere Elemente fusionieren können. Von jetzt an erzeugt der Stern aus Helium Kohlenstoff und Sauerstoff, aus dem Stern ist ein roter Riese geworden. Die rote Farbe dieser Riesen kommt durch den hohen Anteil an Kohlenstoff im Spektrum zustande.

Das Heliumbrennen läuft so rasch ab, dass es nur eine kurze Unterbrechung in der Kontraktion des Kerns darstellt. Ist das letzte Helium verbraucht, bleibt eine Kugel aus Kohlenstoff und Sauerstoff zurück, die sich infolge der Gravitation wieder zusammenzieht. Dadurch steigt die Temperatur wieder weiter an, so dass das Helium in einer weiter außen liegenden Kugelschale fusionieren kann. Diese Schicht wiederum wird von der noch weiter außen liegenden Wasserstoff-Schale gespeist.

© Universitätsklinikum Heidelberg

In diesem Stadium kann man sich den Stern wie eine Zwiebel mit mehreren Schalen vorstellen: außen verbrennt Wasserstoff zu Helium, dahinter fusioniert Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff. Durch die ständig zündenden und wieder verlöschenden Kernfusionen in den verschiedenen Schichten bläht sich der Stern permanent auf und fällt wieder zusammen. Durch die ständigen Heliumblitze wird soviel Energie erzeugt, dass die Leuchtkraft stark ansteigt und der Stern immense Ausmaße annimmt. Die Sonne wird, wenn sie dieses Stadium erreicht hat, Merkur und Venus verschlingen und sich bis zur Erdbahn ausdehnen. Unser Planet bewegt sich dann schon in der äußersten Hülle der Sonne, wo er durch die Reibung so viel Energie verliert, dass er schließlich in die Sonne stürzt.

Durch die in den verschiedenen Schichten entstandene Energie stößt der Stern allmählich seine gesamte äußere Hülle ab, so dass er von einem Gasmantel umgeben wird. Diese Gashülle wird von der UV-Strahlung des Sterns ionisiert, so dass sie zu leuchten beginnt und ein neuer planetarischer Nebel entstanden ist.

Schließlich reicht die Temperatur im Inneren nicht mehr aus, um weitere Kernfusionen zu zünden. Durch den fehlenden Strahlungsdruck wird der Kern so weit zusammengedrückt, bis er sich nicht weiter komprimieren lässt, ein weißer Zwerg entsteht. Diesen Weg schlägt der Stern aber nur ein, wenn er nicht schwerer als 1,4 Sonnenmassen ist. Die gesamte Masse wird in eine Kugel von nur durchschnittlich 8.000 Kilometer Radius gepresst, was eher mit den Radien von Planeten als von Sternen vergleichbar ist.

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Durch diese Schrumpfung erhöht sich die Dichte der Materie in unvorstellbarem Ausmaß. Im Inneren ist die Dichte so groß, dass ein Kubikzentimeter Materie eine Tonne wiegt, das ist mehr als das

100.000 fache, als ein Kubikzentimeter Blei wiegt. Ein 70 Kilogramm schwerer Mensch würde auf einem weißen Zwerg beachtliche 600.000 Kilogramm wiegen! Der entstandene weiße Zwerg strahlt nur noch durch die in seinem Inneren vorhandene Energie, die Kernfusion ist erloschen. Im Laufe der Jahrmillionen kühlt er immer weiter ab, verblaßt allmählich und torkelt schließlich als kalter Ascheklumpen durchs All. Aus dem weißen ist ein schwarzer Zwerg geworden.

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Stand: 21.10.2000

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Von Riesen und Zwergen
Die Welt der Sterne

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Zum Weiterlesen
Links zum Thema

Dichtes, heißes Gas
Der Aufbau der Sonne

E=mc2
Die Kernfusion im Inneren der Sterne

Der Fingerabdruck der kosmischen Sonnen
Zustandsgrößen und das HR-Diagramm

Gravitation ist alles
Die Geburt der Sterne

Wenn Sterne alt werden
Wie unsere Sonne mal enden wird

Rote Riesen und weiße Zwerge
Das Ende eines Sterns

Feuerwerk im Weltall
Schwere Sterne explodieren als Supernovae

Superdichte Klumpen und Leuchttürme im All
Was sind Neutronensterne und Pulsare?

Kosmische Staubsauger
Vom Neutronenstern zum schwarzen Loch

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