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Die Erde könnte den Untergang der Sonne überleben
In rund fünf Milliarden Jahren wird der Sonne ihr Brennstoff ausgehen. Der Stern dehnt sich dann zu einem Roten Riesen aus und durchläuft danach die Phase des Asymptotischen Riesenasts. Die Astronomie ging bisher davon aus, dass die Sonne die Erde in einer dieser Riesenphasen verschlucken wird. Laut einem neuen Modell könnte der Planet diese Phasen überstehen, weil der Massenverlust der alternden Sonne ihre schwindende Gravitation stärker beeinflusst als die nach innen wirkenden Gezeitenkräfte.
Löwen (Belgien). Der Brennstoff der Sonne wird in etwa fünf Milliarden Jahren zur Neige gehen. Wenn der gesamte Wasserstoff verbraucht ist, dehnt sich der Stern zunächst zu einem Roten Riesen (Red Giant, RGB) aus, der den rund 250-fachen Durchmesser der heutigen Sonne erreicht. Die Astronomie ging lange davon aus, dass die Sonne die Erde in ihrer Roten-Riesen-Phase verschlucken würde. Neuere Studien deuten hingegen darauf hin, dass die Erde die Rote-Riese-Phase überstehen kann und erst in der zweiten Riesenphase, in der die Sonne zu einem Asymptotischen Riesenast (Asymptotic Giant Branch, AGB), der zweiten, letzten Riesenphase eines sonnenähnlichen Sterns, wird, verschluckt wird.
Forscher der Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven) um Mats Esseldeurs haben nun eine Studie publiziert, laut der es möglich ist, dass die Erde beide Riesenphasen des Sterns übersteht, weil der Massenverlust der Sonne die Umlaufbahn stärker nach außen verschiebt als die Gezeitenkräfte sie nach innen ziehen.
Wie die Wissenschaftler um Mats Esseldeurs erklären, wirken zwei gegensätzliche Kräfte. Dies ist zum einen die Gezeitenwechselwirkung, die durch Unterschiede der Gravitationskraft innerhalb eines Körpers entsteht. Diese Gravitationseffekte sind beispielsweise derzeit für die Gezeiten zwischen der Erde und dem Mond verantwortlich. Wenn die Sonne sich aufgebläht hat und dadurch die Distanz zu ihren Planeten abnimmt, verformen diese durch ihre Gravitation das Sonneninnere. Der Planet verliert bei diesem Prozess Bahndrehimpuls, wodurch er immer mehr zur Sonne wandert.
Die zweite, konkurrierende Kraft wird ausgelöst, weil die Sonne in ihren Riesenphasen einen Großteil ihrer Masse in den Weltraum schleudert. Ihre Gravitationskraft der Sonne nimmt aufgrund ihres Massenverlustes ab und die Umlaufbahn der Planeten nimmt zu. Ob die Erde und die anderen Planeten in unserem Sonnensystem das Ende der Sonne überstehen können, hängt also davon ab, welcher der konkurrierenden Kräfte stärker ist. Die Wissenschaft ging bisher davon aus, dass die Gezeitenkräfte überwiegen, also dass die Erde von der Sonne verschluckt wird, bevor die gegensätzliche Kraft sie retten kann.
„Das Schicksal der Erde hängt von einem empfindlichen Gleichgewicht zwischen diesen beiden Effekten ab. Wenn die Gezeitenwechselwirkungen überwiegen, wird die Erde von der Sonne verschlungen.“ Mats Esseldeurs
Laut der aktuellen Publikation des Teams um Esseldeurs hat die Astronomie in den vergangenen Jahrzehnten deutliche Fortschritte bei der Erforschung des Inneren von alternden Sternen gemacht. Die Wissenschaftler der KU Leuven haben auf Basis dieser Erkenntnisse ein neues Modell entwickelt, laut dem die Gezeitenenergie im Inneren von Riesensternen deutlich ineffizienter abnimmt, als zuvor angenommen wurde.
Laut den Berechnungen kann die Erde durch diesen Effekt, der ähnlich wie eine gelockerte Bremse wirkt, auf den Massenverlust reagieren und sich ausreichend weit von der Sonne entfernen. Ihre Umlaufbahn würde dadurch die äußersten Schichten der ausgedehnten Sonne nicht berühren.
„Wenn der Masseverlust der Sonne überwiegt, entkommt die Erde auf eine Umlaufbahn, die größer ist als der Radius ihres Sterns.“ Mats Esseldeurs
Um zu untersuchen, wie viel Masse die Sonne verlieren wird, haben die Forscher Daten des sonnenähnlichen Sterns L2 Puppis analysiert. Wenn sich die Sonne tatsächlich ähnlich wie der Stern L2 Puppis verhält, ist die Prognose für den Merkur und die Venus negativ. Diese Planeten ha