Fragen Sie Ethan: Wie viele der am Himmel sichtbaren Sterne existieren tatsächlich?

Animation einer Supernova, die im 17. Jahrhundert im Sternbild Cassiopeia ausbrach

Wenn wir das Universum betrachten, nehmen wir an, dass das, was wir sehen, gerade existiert. Tatsächlich ist dies jedoch nicht ganz richtig. Es gab Verzögerungen bei der Kommunikation mit den Astronauten der Apollo-Missionen, da das Licht etwas mehr als zwei Sekunden brauchte, um sie und zurück zu erreichen. Rover auf dem Mars sind gezwungen, selbstständig zu handeln, da die Verzögerungen von mehreren Minuten zu groß sind, als dass Menschen die Bewegungsrichtung manuell ändern könnten. Und wenn Sie über die Grenzen des Sonnensystems hinausgehen, werden die Entfernungen zu den Sternen in Lichtjahren gemessen. Wenn wir also ein entferntes Objekt sehen, schauen wir in die Vergangenheit. Und woher wissen wir, dass das, was wir sehen, mit dem übereinstimmt, was da ist? Ein Leser möchte wissen:

Wie viele der Sterne, die wir von der Erde aus beobachten, existieren tatsächlich? Da das Licht von vielen von ihnen Hunderte, Tausende und sogar Millionen von Lichtjahren auf uns übergegangen ist, ist es möglich, dass viele der Sterne, die wir gesehen haben, bereits vor Hunderten oder Tausenden von Jahren ausgebrannt oder explodiert sind, und das Licht dieser Ereignisse (oder seine Abwesenheit) einfach nicht hat es geschafft, uns zu erreichen?

Die Antwort hängt sehr davon ab, wie weit Sie bereit sind zu schauen.


Solch ein kalifornischer Himmel, der unter idealen Bedingungen mit bloßem Auge gesehen werden kann

Mit dem bloßen Auge unter idealen Bedingungen - völlige Dunkelheit, keine Lichtverschmutzung, Wolken, Mond, volle Sicht auf den gesamten Himmel - kann eine Person etwas mehr als 9000 Sterne sehen. Alle diese Sterne befinden sich in unserer Galaxie, daher befindet sich keiner von ihnen Millionen von Lichtjahren von uns entfernt. Aber einige sind Hunderte von Lichtjahren entfernt. Deneb, einer der hellsten Sterne am Himmel (und die Spitze des Sommerdreiecks), ist 2600 Lichtjahre von uns entfernt, und der am weitesten vom Auge unterscheidbare Stern - V762 Cas - befindet sich 16 000 Lichtjahre von uns entfernt.


Sommerdreieck, Deneb ist links sichtbar.

Aber die meisten sichtbaren Sterne sind nur wenige hundert Lichtjahre oder noch weniger von uns entfernt. Und obwohl uns der Tod von Sternen plötzlich erscheint, ist der Lebenszyklus von Sternen tatsächlich so, dass ein Stern auf dem Weg zum Sterben mehrere wichtige Phasen durchläuft. Insbesondere der Stern:

• sollte zum roten Riesen aufsteigen und anfangen, Helium zu verbrennen,
• muss Helium im Kern verbrennen und mit der Kohlenstoffsynthese beginnen,
• Kohlenstoff verbrennen und mit der Synthese von Sauerstoff und schwereren Elementen beginnen, bis Eisen, Nickel und Kobalt aus Silizium hergestellt sind.
• und nur wenn der Brennstoff für die Synthese im Kern ausgeht, zieht sich der Kern stark zusammen und es kommt zu einer Supernova-Explosion.



Nur ein kleiner Teil der Sterne - in der Größenordnung von einem von mehreren hundert - ist massiv genug, um plötzlich zu sterben. Der Rest lässt äußere Schichten fallen und schrumpft für Zehntausende von Jahren zu einem weißen Zwerg.

Aber massive Sterne sind unverhältnismäßig hell, so dass wir sie wahrscheinlich sehen werden! Obwohl nur etwa 9.000 Sterne mit dem Auge gesehen werden können, können Dutzende von Sternen die nächste Supernova in unserer Galaxie beanspruchen. Wenn man einen einzelnen Stern betrachtet, ist es sehr schwierig zu verstehen, in welchem ​​Lebensabschnitt er sich befindet und wie schnell er zu einer Supernova wird. Ein Stern wie Eta Kiel oder Betelgeuse könnte bereits explodieren und sein Leben beenden - oder er könnte Hunderte und Tausende von Jahren lang leuchten und Kraftstoff verbrennen. Es gibt kein Signal wie "Sie wird jetzt explodieren", und im Fall von Eta Kiel könnte eine kürzlich erfolgte Veröffentlichung (massive Freisetzung einer großen Menge an Substanz) im 19. Jahrhundert ihre Explosion in Form einer Supernova um eine Zeit verzögern, die die Existenzdauer einer Person überschreitet.


Der Homunkulus-Nebel, der den Riesenstern Eta Carina umgibt, liegt 7.000 Lichtjahre von uns entfernt in unserer Milchstraße

Im Durchschnitt befindet sich ein Stern, der dazu bestimmt ist, eine Supernova zu werden, in einer so unbestimmten, gigantischen Lebensphase von einem bis zehn Millionen Jahren. Obwohl es viele Theorien über die Zeichen gibt, die der Umwandlung eines Sterns in eine Supernova vorausgehen, explodierte die letzte der in unserer Galaxie beobachteten Supernovae vor mehr als 4.000 Jahren, die neueste der entdeckten Überreste wurde vor mehr als 100 Jahren entdeckt und über den Stern, der explodierte 1987 ist in der Satellitengalaxie sehr wenig bekannt. Es war die nächste Supernova, die seit 1604 von der Menschheit beobachtet wurde.


Überreste einer Supernova von 1987a in der großen Magellanschen Wolke 165.000 Lichtjahre von uns entfernt

Angesichts der Tatsache, dass ein typischer Supernova-Kandidat, der mit bloßem Auge sichtbar ist, im Durchschnitt etwa 4.000 Lichtjahre von uns entfernt ist und sich 25 solcher Sterne am gesamten Himmel befinden, besteht eine Chance von 1% bis 10%, was einer der sichtbaren ist Es gibt keine Sterne mehr. Nicht so sehr eine Möglichkeit.

Was ist mit dem umgekehrten Prozess? Was ist mit den aufstrebenden Sternen? Es scheint uns, dass es eine Art magischen Moment gibt, in dem etwas einfach beginnt, die Synthese von Protonen im Kern durchzuführen und sich „anzuschalten“ und ein Stern zu werden. Tatsächlich dauert die Bildung eines Sterns - von einem Protostern zu einem echten, echten Stern aus der Hauptsequenz - mehrere zehn Millionen Jahre.


Die Zeit, die ein Protostern benötigt, um ein echter Stern zu werden, hängt stark von seiner Masse ab

Wir werden Protosterne nicht mit bloßem Auge sehen, da sie sich innerhalb von Nebeln bilden: an Orten wie dem Orionnebel oder dem Adlernebel. Diese gigantischen Molekülwolkenkomplexe erleben einen Gravitationskollaps und lassen Tausende neuer Sterne entstehen, die sich auf einer Strecke von Millionen und Zehntausenden von Jahren bilden. Nach der Verdampfung des Gases werden im Inneren endlich Sterne sichtbar, von denen viele für das Auge sichtbar werden.


Der Adlernebel. In der Mitte sehen Sie die „Säulen der Schöpfung“.

Diese Sterne erscheinen jedoch nicht plötzlich und werden nicht unmittelbar nach Abschluss ihrer Entstehung sichtbar. Wir können nur auf eine Supernova-Explosion hoffen, die sich an dem Ort befindet, an dem wir noch keine Sterne gesehen haben. Die beste Annäherung für die Bewertung eines solchen Ereignisses ist das, was wir in unserer gesamten Geschichte beobachtet haben - dies geschieht alle paar Jahrhunderte.


Tycho Brahe zeigt auf die Supernova von 1572

Wenn wir ein Fernglas nehmen wollen, bewegen wir uns von 9.000 auf 200.000 Sterne. Ein kleines Drei-Zoll-Teleskop erhöht diesen Betrag auf 5 Millionen. Mit einem guten Amateurteleskop mit einem Durchmesser von 15 Zoll können wir ungefähr 380 Millionen Sterne in unserer Galaxie sehen, was unsere Chancen erheblich erhöht. Aber selbst wenn wir alle 200-400 Milliarden Sterne in unserer Galaxie nehmen, beträgt die durchschnittliche Entfernung ungefähr 40.000 Lichtjahre. dann werden bereits mehrere hunderttausend tot sein - einer von einer Million - und sie werden sich am äußersten Rand der Galaxie von uns entfernt befinden.

Da die Sterne so weit weg sind, sind unsere Augen zu schwach und ihr Licht wandert zu schnell, als dass sie sterben könnten, während das Licht noch unterwegs ist. Es ist möglich, aber es gibt sehr wenig Chancen dafür.