Kosmologie für Fußgänger

Energie, dass die Leuchtkraft nochmals um einen Faktor 2,5 bis 10 steigt. In dieser Phase wächst die Sonne zu einem noch größeren »Roten Überriesen« heran, der sich fast bis zur Umlaufbahn der Erde ausdehnt. Nun wird auch die Venus von der Sonne verschluckt. Dieser gesamte Vorgang erstreckt sich über lediglich eine Million Jahre.
    Während der Entwicklungsphasen zum Roten Riesen beziehungsweise Überriesen bläst die Sonne über Sternwinde einen Großteil ihrer Hülle ins All. Dieser Massenverlust, der ungefähr ein Drittel der gesamten Sonnenmasse ausmacht, ist in erster Linie dafür verantwortlich, dass der Kern sich nicht mehr erhitzt. Wenn die Wasserstoffschale immer mehr davonweht, geht natürlich auch die Heizleistung zurück. Übrig bleibt der aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehende Kern, umgeben von einer Schale, in der Helium verschmolzen wird, und einer weiteren, dünnen Wasserstoff brennenden Schale. Das Material, das der Stern bereits abgeblasen hat, sammelt sich in einer riesigen Wolke aus Wasserstoff, angereichert mit Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Neon, um diesen Sternrest. Der immer noch vom Stern ausgehende Wind wirkt wie ein Schneepflug und schiebt diese Wolke zu einer dünnen Kugelschale zusammen. Durch das noch kurzfristig weiterlaufende Zweischalenbrennen und die beim Aufprall von nicht abgeblasenem Hüllengas auf den Kern frei werdende Gravitationsenergie wird der Kern nochmals auf Werte um 100 000 Grad aufgeheizt. Ist eine Schwelle von etwa 30 000 Grad erreicht, so werden die Atome der umgebenden Gaswolke zum Leuchten angeregt. Ab diesem Augenblick strahlt die abgeblasene Kugelschale intensiv im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, und ein neuer, so genannter Planetarischer Nebel taucht am Himmel auf.
    Von nun an ist der Energiegewinn aus dem verbliebenen Zweischalenbrennen zu gering, um den Kern nochmals entscheidend aufzuheizen. Die Temperatur im Kerninneren steigt somit nicht mehr auf einen Wert, wie er für ein Kohlenstoffbrennen nötig wäre. Der Fusionsofen erlischt also endgültig. Wenn dann nach etwa 10 000 Jahren auch der Brennstoff für das Zweischalenbrennen ausgegangen ist, bleibt nur noch ein Kohlenstoff-/Sauerstoffkern übrig, den man auch als Weißen Zwerg bezeichnet. Sein Durchmesser beträgt nur einige tausend Kilometer, seine Dichte rund eine Tonne pro Kubikzentimeter und seine Masse etwa 0,6 bis 0,7 Sonnenmassen. Da keine weiteren Kernfusionsprozesse mehr stattfinden, kühlt von nun an der Weiße Zwerg über einen Zeitraum von einigen Milliarden Jahren mehr und mehr aus. Die ältesten Weißen Zwerge, die man entdeckt hat, haben gerade noch eine Temperatur von rund 4000 Grad. Von dem einst so prächtigen Stern verbleibt letztlich nur noch ein kalter, toter Aschehaufen.
    Das ist das vorhersehbare Ende unserer einst so stolzen Sonne. Sollte die Menschheit die nächsten drei bis vier Milliarden Jahre überdauern, so müsste sie sich spätestens vor Ablauf des Wasserstoffbrennens in der Sonne Gedanken machen, wie sie ihren Planeten verlassen und wohin sie vor der ins Riesenhafte wachsenden, sengenden Sonne fliehen kann. Die Erde wird ja schon am Ende des Wasserstoffbrennens kein gastlicher Ort mehr sein, und erst recht nicht, wenn sich die Sonne zu einem Roten Riesen aufbläht. Dann wird sie mit großer Wahrscheinlichkeit in der Glut des Riesen völlig vernichtet. Bis zu diesem Zeitpunkt ist jedoch noch eine Menge Zeit. Man kann nur hoffen, dass die Menschheit diese Spanne vernünftig zu nutzen weiß.

Das Sonnensystem
    Das Bekannte ist endlich, das Unbekannte unendlich.
Geistig stehen wir auf einem Inselchen inmitten eines
grenzenlosen Ozeans von Unerklärlichem.
Unsere Aufgabe ist es, von Generation zu Generation
ein klein wenig mehr Land trockenzulegen.
     
    Thomas Huxley
    Bereits lange vor Christi Geburt haben sich die griechischen Philosophen und Astronomen mit der Frage beschäftigt, welches System den beobachteten Bewegungen unserer Sonne und der Planeten zugrunde liegen könnte. Erstaunlicherweise wurden schon damals Modelle diskutiert, die nicht die Erde, sondern andere Himmelskörper in den Mittelpunkt des Kosmos stellten. So war beispielsweise Herakleides Pontikos (um 388-310 v. Chr.) der Ansicht, die Sonne und alle Planeten kreisen um ein unsichtbares Zentralfeuer. Etwas später entwickelte Aristarch von Samos (um 310-250 v. Chr.) sogar eine Theorie, der zufolge die Planeten einschließlich der Erde die Sonne als Mittelpunkt