Das Ende aller Tage im Sonnensystem: Ähnliche Sterne zeigen Zukunft der Sonne

In etwa dreieinhalb Milliarden Jahren beginnt unsere Sonne, sich an der Oberfläche abzukühlen, und bläht sich dabei zu einem roten Riesenstern auf, der dann möglicherweise alle inneren Planeten einschließlich der Erde verschlingt.

Neu ist dieses Szenario nicht, aber Astronomen haben jetzt Zeitpunkt und Verlauf dieser Katastrophe genauer als je zuvor bestimmt, wie die Europäische Weltraumbehörde ESA berichtet. Dazu verwendeten die Forscher unlängst veröffentlichte Daten des Satelliten Gaia, der seit 2014 mit mehreren Teleskopen Milliarden von Sternen beobachtet.

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Milliarden Untersuchungskandidaten

„Erst wenn wir unsere Sonne verstehen – und es gibt noch vieles, was wir nicht über sie wissen – können wir erwarten, all die anderen Sterne in unserer Milchstraße zu verstehen“, erläutert Orlagh Creevey vom Observatorium Côte d’Azur in Frankreich die Motivation für die umfangreiche Datenanalyse, die sie und ihre Kollegen durchgeführt haben.

Um neue Erkenntnisse über unsere Sonne zu gewinnen, untersuchen Forschende ähnliche Sterne. Denn unsere Sonne sehen wir nur zum heutigen Zeitpunkt ihrer Entwicklung, 4,57 Milliarden Jahre nach ihrer Entstehung. Erst die Beobachtung vieler, unterschiedlich alter sonnenähnlicher Sterne erlaubt es Astronomen, die Entwicklung der Sonne vorherzusagen.

Diese Möglichkeit bieten die Gaia-Daten, denn sie erfassen neben der Bewegung auch Größe, Temperatur, Masse und chemische Zusammensetzung der Sterne. Und eine genaue Analyse dieser Daten versetzt Astronomen in die Lage, die Art des Sterns und sein Alter und auch seine Ähnlichkeit mit der Sonne einzuschätzen.

© dpa/Astrium

In einem ersten Schritt haben Creevey und ihre Kollegen aus der gigantischen Datenmenge die Sterne mit den genauesten Werten herausgefiltert. „Wir wollten einen möglichst sauberen Datensatz mit hochpräzisen Messwerten zu unserer Verfügung haben“, sagt die Forscherin.

Aus dieser Auswahl filterte das Team im zweiten Schritt all jene Sterne heraus, die bezüglich ihrer Masse und ihrer chemischen Zusammensetzung unserer Sonne gleichen. Das Entscheidende dabei: All diese Sterne ähneln zwar der Sonne, sind aber höchst unterschiedlich alt. Denn solange die Sterne in ihrem Inneren Wasserstoff zu Helium fusionieren und so ihre Strahlung erzeugen, ändert sich ihre Masse und ihre Zusammensetzung nur geringfügig. Anders sieht es dagegen mit Größe und Temperatur der Sterne aus: Beides nimmt langsam zu.

Wie normal ist die Sonne?

Da die ausgewählten sonnenähnlichen Sterne unterschiedlich alt sind, konnten Creevey und ihre Kollegen ermitteln, wie ihre zeitliche Entwicklung verläuft und die Ergebnisse auf die der Sonne übertragen.

Wenn die Sonne acht Milliarden Jahre alt ist, erreicht ihre Oberfläche eine maximale Temperatur – die allerdings nur etwa 20 Grad höher ist als der heutige Wert von 6045 Grad Celsius. Dann beginnt sie sich abzukühlen und zu einem Roten Riesen aufzublähen.

Erst wenn im Inneren der Sonne in einem Alter von zehn bis elf Milliarden Jahren keinerlei Kernfusion mehr stattfindet, fällt der Rote Riese zu einem gerade einmal erdgroßen Weißen Zwergstern zusammen, der über Milliarden Jahre langsam abkühlt.

Creevey und ihre Kollegen gingen noch einen Schritt weiter: Sie pickten aus ihren Daten all jene Sterne heraus, die auch bezüglich Temperatur und Größe der Sonne ähneln und damit auch etwa im gleichen Alter sind. Insgesamt 5883 „solare Analogons“ fanden sie auf diese Weise. Diese Liste ist für Astronomen in aller Welt höchst wertvoll.

Denn genaue Beobachtungen dieser Sterne können die Frage beantworten, wie „normal“ unsere Sonne ist. Oder ob die Entstehung von Leben auf der Erde vielleicht davon abhing, dass die Sonne besondere Eigenschaften besitzt, die sie von anderen Sternen unterscheidet.

Rainer Kayser - dpa