(2) Entstehung der Erde

1. Klima 28 Klima- und Umweltveränderungen (2) Entstehung der Erde

2. Klima 29 Sternentstehung im Adlernebel – ein Blick in unsere Vergangenheit Dunkelwolken aus Staub und Wasserstoffgas im AdlernebelM16 (~7000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schlange), umgeben von jungen, leuchtkräftigen Sternen (Quelle: HST). Die sogenannten protostellaren Wolken am Oberrand der Gas- und Staubsäule (jede größer als unser Sonnensystem) sind Orte der Stern-entstehung – wie bei der Sonne vor ~4.6 Mrd. J.

3. Klima 30 Sternenentstehung Das ganze Leben eines Sterns ist durch einen Kampf der Strahlung gegen die Gravitation geprägt. Bei der Sternentstehung wechseln Phasen, in denen das Gas unter seiner eigenen Schwerkraft kollabiert und die Dichte schnell steigt, mit Gleichgewichtsphasen, in denen die Temperatur und damit der innere Druck stark anwachsen und der Gravitation entgegenwirken (Ralf Launhardt, SdW 08/2013).

4. Klima 31 Sternenentstehung im Orionnebel IR Der OrionnebelM42, 1500 Lichtjahre entfernt, enthält etwa 700 junge Sterne (IR Bild) und mindestens 150 protostellare Wolken. Einige verdampfen in der intensiven UV-Strahlung der vier hellen Sterne, die das „Trapez“ bilden. Bsp. 5 zeigt die Seitenansicht einer Akkretionsscheibe. 1AU (Astronomical unit) ist dabei 149.6 Mio. km, die mittlere Entfernung Erde – Sonne Quelle: HST.

5. Klima 32 Dunkelwolken Trifid Nebel M20 Carina Nebel NGC3372 Sterngeburt in NGC3603 NGC604 in der Galaxie M33 Junge Sterne in NGC4214 Lagunennebel M8

6. Klima 33 Sternhaufen (1) Offener Sternhaufen aus jungen Sternen: Die Plejaden (Bild: R. Gendler)

7. Klima 34 Sternhaufen (2) Offener Sternhaufen in NGC 602 (Bildquelle: HST)

8. Klima 35 Kernfusion Im Inneren der Sterne wird Energie durch Kernfusion freigesetzt. Im Fall der Sonne werden je 4 Wasser-stoffkerne (Protonen) zu einem Heliumkern verschmolzen („Wasserstoffbrennen“). Das Helium sammelt sich im Zentrum als „Schlacke“. Später werden im Zentrum auch Temperaturen erreicht, bei denen das „Heliumbrennen“ beginnt, dabei wird Kohlenstoff gebildet. In roten Überriesen laufen in konzentrischen Schalen gleichzeitig verschiedene Fusionsprozesse ab, bei denen alle Elemente bis zum Eisen entstehen.

9. Klima 36 Sterbende Sterne (1) Planetarische Nebel (1) Alle Bilder: HST „Egg Nebula“ CRL2688 „Eskimo“ Nebel NGC6392 Planetarischer Nebel NGC6543 Am Ende des Lebens eines Roten Riesen werden die äußeren Schichten des Sterns abgestoßen und umgeben den Sternenrest mit einer Schale aus Staub und Gas, die das interstellare Medium mit schweren Elementenanreichert. Die Hülle wird von dem Sternenrest durch UV-Strahlung zum Leuchten angeregt. In kleinen Fernrohren sehen diese Objekte wie kleine Planetenscheiben aus – daher der Name.

10. Klima 37 Sterbende Sterne (2) Planetarische Nebel (2) Alle Bilder: HST Helix Nebel NGC7293 Ringnebel M47 Planetarischer Nebel IC418 Planetarischer Nebel NGC6751

11. Klima 38 Sterbende Sterne (3) Supernovae Alle Bilder: HST Überreste eines Supernova– Ausbruchs im Sternbild Schwan Krebsnebel M1 Supernova 1987A in der LMC Als Supernova bezeichnet man den gigantischer Ausbruch eines massereichen Sterns nach dem Zusammenbruch (Kollaps) durch seine eigene Gravitationskraft. Während des Höhepunkts des Helligkeitsausbruchs kann eine Supernova die Leuchtkraft einer ganzen Galaxie übertreffen. Die äußeren Schichten werden abgestoßen, während der Rest zu einem Neutronenstern oder zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Alle Elemente die schwerer als Eisen sind, wurden bei Supernova–Ausbrüchen erzeugt (die schwersten, wie Gold und Uran vermutlich sogar bei Kollisionen von binären Neutronen-Sternen).

12. Klima 39 Lebenserwartung Die Sonne wird noch weitere ~5 Milliarden eine ruhiges „Hauptreihen-Leben“ führen, bevor es zum Schalenbrennen und damit zum Aufblähen zu einem Roten Riesen kommt. Die Erde wird aber schon wesentlich früher unbewohnbar. Durch die Temperatur-Zunahme im Kern nimmt auch die Leuchtkraft der Sonne zu – allerdings nur um etwa 0.7 % in 100 Millionen Jahren. Dadurch wird die Erde in etwa 500 Millionen Jahren für Menschen unbewohnbar sein (Ralf Launhardt, SdW 08/2013).