wissen.de
Total votes: 5
wissen.de Artikel

Das Ende der Welt: Wie wird das Sonnensystem enden?

Noch ist unsere Sonne im besten Alter. Sie sendet uns gerade genug Wärme und Licht, um unsere Erde zu einem lebensfreundlichen Planeten zu machen. Doch das wird nicht so bleiben. Denn schon jetzt wird unser Stern schleichend heller und größer – und das wird Folgen haben auch für unsere Erde. Ihr droht nichts weniger als der Weltuntergang. Wann es soweit sein wird und warum, können Astronomen inzwischen recht gut vorhersagen.

Sonneneruption, 2012
Sonneneruption mit Erde als Maßstab.

Unsere Sonne durchläuft wie alle Sterne einen Lebenszyklus, in dessen Verlauf sie sich und ihre Umwelt dramatisch verändern wird. Dabei entwickelt sie sich von einem gelben Zwergstern – ihrem jetzigen Zustand – weiter zu einem Roten Riesen und endet schließlich als Weißer Zwerg. Wann die Sonne welches Stadium erreicht, wird vor allem davon bestimmt, wie viel Brennstoff sie für die Kernfusion in ihrem Inneren hat – den Prozess, der die Energie für ihr Licht und ihre Wärme liefert.

Unsere Sonne verändert sich

Im Sonnenkern sorgen der immense Druck der solaren Schwerkraft und eine Hitze von mehr als 15 Millionen Grad dafür, dass Wasserstoff-Atomkerne miteinander verschmelzen. Pro Sekunde verwandeln sich rund 600 Millionen Tonnen Wasserstoff in Helium und in Energie, die größtenteils als Strahlung und Wärme ins All entweicht. Seit der Zündung ihrer Kernfusion hat die Sonne dadurch schon etwa die Hälfte des Wasserstoffvorrats in ihrem Kern verbraucht.

Doch je stärker der Wasserstoffvorrat der Sonne zur Neige geht, desto heftiger brennt das Fusionsfeuer in ihrem Inneren.   Als Folge steigt die Leuchtkraft unseres Sterns um rund ein Prozent pro 110 Millionen Jahren. Unser Stern leuchtet deshalb heute schon rund 30 Prozent als bei ihrer Entstehung vor rund 4,6 Milliarden Jahren und sie ist um zwölf Prozent größer geworden.

In rund einer Milliarde Jahren wird die Sonne demnach bereits zehn Prozent mehr Strahlung abgeben als heute.

Schematische Darstellung des Aufbaus der Sonne
Halbzeit: Seit der Zündung ihrer Kernfusion hat die Sonne schon etwa die Hälfte des Wasserstoffvorrats in ihrem Kern verbraucht.

In 600 bis 800 Millionen Jahren: Pflanzen und Tiere sterben

Die zunehmende Sonnenhitze macht es auf der Erde nicht nur immer heißer, auch die Verwitterung des Gesteins nimmt zu und bindet große Mengen an CO2 – so viel, dass die Pflanzen nicht mehr genug dieses Gases für ihre Photosynthese haben. In rund 600 Millionen Jahren führt dies dazu, dass erst die Laubbäume, dann die krautigen Blütenpflanzen und auch die meisten unserer Gemüse- und Obstlieferanten langsam absterben. Die heute grünen, fruchtbaren Tropen und gemäßigten Breiten sind größtenteils zu Steppen und Wüsten geworden.

Wenn aber die Pflanzen verschwinden, sinkt auch der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre, zudem fehlt vielen Tieren das Futter. Als Folge beginnt nun auch in der Tierwelt das große Sterben. Die ersten Opfer sind große, pflanzenfressende Säugetiere, ihnen folgen räuberische Arten, kleinere Säugetiere, Vögel, Amphibien, Reptilien und größere Fische nach. Die letzten Überlebenden der einst so üppigen irdischen Tier- und Pflanzenwelt konzentrieren sich nun an den Polen, im tiefen Ozean und in Höhlen.

Lebensgemeinschaft an Hydrothermalaustritten am Mittelatlantischen Rücken
Die letzten Überlebenden der Tier- und Pflanzenwelt konzentrieren sich in Höhlen, an den Polen und im tiefen Ozean.

In ein bis zwei Milliarden Jahren: Wüstenplanet Erde

In rund einer Milliarde Jahren ist jedes höhere Leben auf unserem Planeten verschwunden, einige hundert Millionen Jahre später könnten auch die letzten Mikroben aussterben. Die Sonne strahlt nun strahlt die Sonne zehn Prozent stärker als heute. Die Mitteltemperaturen der Erde sind auf rund 47 Grad angestiegen – mehr als das Doppelte der heutigen Werte. Durch diese Hitze beginnen nun auch die Ozeane zu verdunsten. Weil ein großer Teil dieses Wassers bis in die obere Atmosphäre aufsteigt, wird der Wasserdampf vom stärker werdenden Sonnenwind in immer höheren Maße ins All hinausgerissen. Als Folge verliert unser Planet nach und nach sein Wasser – Gewässer und Ozeane schrumpfen und verschwinden schließlich. Die Erdoberfläche wird nun endgültig zur heißen, trockenen Wüste.

In rund 2,8 Milliarden Jahren herrschen auf unserem Planeten bereits Temperaturen von knapp 150 Grad. Jeder Rest von flüssigem Wasser ist nun längst verkocht. Die noch verbliebenen Dampfwolken in der Atmosphäre führen zu einem Treibhauseffekt, der die Erhitzung zusätzlich antreibt. Ähnlich wie es vor einigen Milliarden Jahren bei unserem Nachbarplanet Venus der Fall war. In rund 3,5 Milliarden Jahren ist unser Planet zu einem lebensfeindlichen, glühendheißen Ort geworden. Es gibt kein flüssiges Wasser mehr und auch der Wasserdampf in der Atmosphäre schwindet mehr und mehr.

Venusaufnahme der NASA-Raumsonde Mariner 10
Ähnlich wie die Venus könnte sich unser blauer Planet in eine lebensfeindliche, glühendheiße Hölle mit einer dichten, alles erdrückende Gashülle verwandeln.

In fünf Milliarden Jahren: Die Sonne wird zum Roten Riesen

In rund fünf Milliarden Jahren ist die Sonne knapp eineinhalbmal größer als heute, ihre Leuchtkraft ist gut 80 Prozent höher als heute. Für kurze Zeit wird nun der Mars ein warmer lebensfreundlicher Planet. Doch das ändert sich schnell, denn die Sonne wächst immer weiter. Weil der Wasserstoff in ihren Kern endgültig verbraucht ist, fällt dieser in sich zusammen. Gleichzeitig dehnen sich die äußeren Hüllen der Sonne immer weiter aus und kühlen sich dabei ab. Aus dem einst gelben Stern wird in rund fünf Milliarden Jahren ein schnell wachsender Roter Riese.

Die Erde ist zu diesem Zeitpunkt ein mehr als 2.000 Grad heißer Glutball: Ihre Oberfläche ist von einem globalen Magmaozean bedeckt und ihre Atmosphäre wurde vom starken Sonnenwind fast vollständig weggerissen. Die Sonne steht als gigantischer Roter Ball über dem Horizont und nimmt dabei schon gut ein Drittel des gesamten Himmels ein – und sie kommt immer näher. Zwar drückt der starke Sonnenwind die inneren Planeten ein wenig weiter nach außen, doch für Merkur und Venus reicht das nicht – sie werden von der Sonne verschlungen.

Symbolbild Roter riese
In einem Roten Riesen findet die Kernfusion in einer Schale um den Kern herum statt.

Das Ende der Erde – und der Sonne

In gut sieben Milliarden Jahren nähert sich die Sonne dem Höhepunkt ihrer Entwicklung zum Roten Riesen. Von der Erde aus gesehen füllt sie nun gut die Hälfte des Himmels aus. Sie ist mehr als 2.700 Mal heller und gut 250 Mal größer als vor Beginn ihres Wandels. Sie kommt nun der Erde immer näher und ihre Gezeitenkräfte beginnen an unserem Planeten und seinem Mond zu zerren. Der Mond wird dadurch immer langsamer und zerbricht schließlich – jetzt ist die Erde ein Ringplanet, umgeben von den Trümmern ihres einstigen Trabanten.

In rund 7,59 Milliarden Jahren ist es dann soweit: Die Gluthitze der Sonne und ihre enorme Schwerkraft werden erst den Gesteinsmantel der Erde zerreißen und verglühen lassen, dann, wenige hundert Jahre später, folgt auch der massive Eisenkern. Das ist das Ende unseres Planeten. Er wird von der sterbenden Sonne verschlungen. Doch auch für unsere Sonne schlägt nun auch die letzte Stunde: In rund 7,7 Milliarden Jahren kollabiert das Innere des Roten Riesen und er wirft nun endgültig seine äußeren Hüllen ab. In seinem Kern erlischt die Kernfusion. Damit wird die Sonne zu einem Weißen Zwerg – dem dichten Rest eines Sterns.

In gut acht Milliarden Jahren liegt dort, wo einst das Sonnensystem mit seinen acht Planeten und unzähligen Zwergplaneten und Astroiden war, nur noch ein kleiner, immer kälter und dunkler werdender Weißer Zwerg. Um ihn herum glimmt schwach ein Planetarischer Nebel aus leuchtenden Gasen, der die letzten Überreste dieses einst florierenden Systems erhellt.

Roter Riese schluckt Trabanten
Der sich aufblähende Rote Riese zerstört die inneren Planeten. Nach Merkur und Venus erwischt es schließlich auch die Erde.

NPO, 24.06.2020
Total votes: 5