Ein Blick in die Zukunft aus kosmologischer Sicht
Gliederung
1. Eine Empfehlung von Stephen Hawking
2. Was Planeten außerhalb des Sonnensystems bieten
3. Die unbewohnbare Erde und erloschene Sonne
4. Das Vernichtungspotenzial Weißer Zwerge
5. Explodierende Riesensterne
6. Potenzielle Holocaustszenarien
7. Kosmische Zukunftsmodelle
8. Ratschläge zum Reflektieren
1. Eine Empfehlung von Stephen Hawking
Der britische Astrophysiker und Kosmologe Stephen Hawking empfahl 2006 bei der Verleihung der Copley-Medaille angesichts der Möglichkeit einer globalen Impaktkatastrophe oder eines atomaren Konflikts die Errichtung von Weltraumkolonien auf erdähnlichen Planeten in anderen Sonnensystemen, damit der Mensch längerfristig überlebt. So könnten Raumschiffe mit Warp-Antrieb lebensfreundliche Planeten in etwa sechs Jahren erreichen. Für das Projekt sollten möglichst rasch die technischen Möglichkeiten erkundet und umsetzt werden.
Zehn Jahre danach warnte er erneut vor dem Untergang der Menschheit, da die lebensbedrohlichen Gefahren wie ein Atomkrieg, die Erderwärmung und mittels Gentechnik erzeugte Killerviren noch nicht gebannt seien. Für ein bestimmtes Jahr sei das Risiko einer globalen Katastrophe gering, für die nächsten 1.000 Jahre aber quasi eine Gewissheit. Hawking spekulierte: „Ich denke nicht, dass wir weitere 1.000 Jahre überleben werden, ohne unseren zerbrechlichen Planeten zu verlassen.“ Wenn die Menschheit kein Desaster erleben wolle, sollte sie sich so bald wie möglich ins Weltall ausbreiten. Bis zum Erreichen des Ziels sollten die Erdbewohner sehr vorsichtig sein.
2. Was Planeten außerhalb des Sonnensystems bieten
Bei den meisten bislang entdeckten Planeten außerhalb des Sonnensystems handelt es sich um heiße Gasriesen wie Jupiter und Saturn oder um Eisplaneten, die für Aufenthalte von Menschen nicht geeignet sind. Doch es könnten auch lebensfreundliche Planeten und eventuell Monde im Kosmos existieren.
Zu Beginn des Jahres 2022 waren knapp 5.000 Exoplaneten bekannt. Ein Kandidat für einen zukünftigen Aufenthalt irdischer Lebewesen war Kepler-452b. Er könnte ein Gesteinsplanet mit 1,6-facher Erdgröße sein, der das Zentralgestirn alle 385 Tage umrundet. Der 14 Lichtjahre entfernte Planet Wolf 1061c könnte eine bewohnbare Erde mit Wasser sein. Zu den relativ nahen Exoplaneten zählt Proxima Centauri b. Er ist 4,2 Lichtjahre entfernt, hat die 1,27-fache Erdmasse, umkreist das Zentralgestirn alle 11,2 Tage und die Umlaufbahn verläuft näher zum Stern als die von Merkur zur Sonne. Da der Stern mit 0,12-facher Sonnenmasse weniger Wärme als die Sonne abstrahlt, könnte Proxima Centauri b sich innerhalb der potentiell bewohnbaren Zone bewegen und bei einer interstellaren Mission das erste Ziel sein. Ob er über eine lebensfreundliche Atmosphäre und flüssiges Wasser verfügt, ist noch offen.
Der Superplanet Barnard’s Star b mit mehr als dreifacher Erdmasse ist sechs Lichtjahre entfernt und umrundet das Zentralgestirn in 233 Tagen, die Oberflächentemperatur beträgt aber minus 170 Grad Celsius. Über 300 Grad Celsius heiß ist der um den Stern GJ 1214 im Sternbild Schlangenträger kreisende Planet mit 7-facher Erdmasse. Der 320 Lichtjahre entfernte Planet KELT-11b hat eine so geringe Dichte, dass er auf irdischem Wasser schwimmen würde. Beim 2.545 Lichtjahre entfernten Planetensystem Kepler-90 umkreisen die acht Planeten den Stern so nah, dass die Rahmenbedingung mit der von Merkur vergleichbar ist. Die Atmosphäre des nur 30 Millionen Jahre alten und 130 Lichtjahre entfernten Planeten HR 8799e könnte schätzungsweise 880 Grad Celsius heiß sein und zum großen Teil aus Kohlenmonoxid bestehen. Exoplaneten wie diese laden nicht zu einem Besuch ein.
Falls das Universum mindestens zwei Billionen Galaxien beherbergt, was ein Team um Christopher Conselice von der University of Nottingham in einer 2016 veröffentlichten Studie errechnete, könnten Billionen erdähnliche Planeten vorkommen. Laut einer 2016 publizierten Studie von Fachpersonen um Erik Zackrisson von der Universität Uppsala könnten bis zu 720 Trillionen erdähnliche Gesteinsplaneten im Kosmos existieren. Davon könnte die Milchstraße laut Forschenden um Francois Fressin vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Boston bis zu 17 Milliarden Planeten mit erdähnlicher Masse besitzen. Roy Sleator vom Cork Institute of Technology und Niall Smith vom University College Dublin schätzten 2017 auf statistischer Grundlage, dass in der Milchstraße bis zu 40 Milliarden erdgroße Planeten in den bewohnbaren Zonen der Sterne kreisen. Sie sind teilweise unter turbulenten Bedingungen entstanden, da heftige Winde und starke Strahlen benachbarter junger Sterne die Gase und Staubteilchen wegschleuderten. Bis zu 50 Lichtjahre von der Erde entfernt gäbe es etwa 2.000 Sterne und wahrscheinlich mindestens so viele Planeten, die sich jedoch nur teilweise in bewohnbaren Zonen befinden.
Von den ersten 1.000 mit dem Weltraumteleskop Kepler entdeckten Planeten besaßen acht einen erdähnlichen Durchmesser. Beobachtungsdaten von über 110.000 Sternen, die von 2009 bis 2013 ins Visier genommen wurden, legten nahe, dass jeder 200. Exoplanet vom Zentralgestirn so weit entfernt ist, dass es flüssiges Wasser geben könnte. Daher könnten Abermilliarden potenziell bewohnbare Planeten existieren. Einer 2019 durchgeführten Simulation zufolge könnte im Durchschnitt um jeden vierten sonnenähnlichen Stern ein erdähnlicher Planet kreisen, Hunderte in astronomischer Nachbarschaft zur Erde. Beim Rückblick auf die Kepler-Mission schätzte die Nasa 2020, in der Milchstraße könnten bis zu 300 Millionen Felsplaneten mit für Lebewesen geeigneten Existenzbedingungen vorkommen. Eine Forschungsgruppe um Adam Frank von der University of Rochester in New York berechnete 2018 mit Methoden aus der Theorie dynamischer Systeme sogar die Wahrscheinlichkeit für die Existenz einer technologisch hochentwickelten Exo-Zivilisation und ermittelte einen geringeren Wert als annäherungsweise 10-22.
Die meisten Gesteinsplaneten der Milchstraße umkreisen Rote Zwerge. Dieser Sternentyp ist kleiner als die Sonne und könnte mit bis zu 160 Milliarden Exemplaren vertreten sein. Knapp drei von vier der galaktischen Sterne könnten Rote Zwerge sein. Eine lebensfreundliche Rahmenbedingung wie die Sonne bieten sie in der Regel nicht. So weist der 35 Lichtjahre entfernte Rote Zwerg TVLM 513-46546 im Sternbild Bärenhüter mit mindestens zehnfach kleinerer Masse als die Sonne eine mehrere hundert Mal stärkere magnetische Aktivität auf. Die abgegebene Strahlung hat die 10.000-fache Helligkeit der Sonne. Menschen auf einem ihn umrundeten Planeten wären einer hohen UV- und Röntgenstrahlung ausgesetzt, weil die schützende Atmosphäre zerstört ist. Satellitenkommunikation wäre nicht möglich. Demnach bietet TVLM 513-46546 keine sonnenähnliche Rahmenbedingung für irdische Lebewesen.
Der Planet Kepler-438b umrundet seinen Roten Zwerg in habitabler Entfernung. Nach der Entdeckung wurde er 2015 als erdähnlicher Planet eingestuft. Bei der Untersuchung der Eruptionen des Roten Zwergs wurde deutlich, dass die Ausbrüche bis zu eine Million Mal stärker als die der Sonne sein könnten und Wasser und eine Atmosphäre bei Kepler-438b vermutlich fehlen. Auch hier liegt die zunächst vermutete Lebensfreundlichkeit nicht vor.
Ähnliche Rahmenbedingungen wurden 2019 beim 110 Lichtjahre entfernten Exoplaneten K2-18b im Sternbild Löwe ermittelt. Er verfügt über eine Atmosphäre mit Wasserdampf und vielleicht flüssiges Wasser auf der Oberfläche, umkreist aber einen extrem aktiven Roten Zwerg. Aus dem Vorhandensein von Wasser resultiert keine Bewohnung. Wasser ist lediglich ein Lösungsmittel. Die Existenz einer Lebenswelt schließt es nicht ein. Erdähnlich ist K2-18b nicht, da er die achtfache Masse und mehr als den doppelten Umfang hat. Irdische Lebewesen wären auf ihm einer hohen Strahlendosis und stärkeren Gravitation ausgesetzt. Erforscht wird, ob eine schützende Ozonschicht und ein Mond vorhanden sind. Bei der Erde stabilisiert der Mond die Rotationsachse, so dass es verschiedene Jahreszeiten gibt.
Völlig überrascht war das Team um Meredith MacGregor von der University of Colorado in Boulder, als es mit neun Observatorien, die mit verschiedenen Wellenlängen arbeiteten, das Emissionsspektrum von Proxima Centauri untersuchte. Am 1. Mai 2019 fand ein wenige Sekunden dauernder Strahlungsausbruch statt, bei dem der Rote Zwerg einen extremen Flare erzeugte. Im Millimeter-Bereich wurde er bis zu 1000-fach und im UV-Spektrum bis zu 14.000 Mal heller. Der sichtbare Wert dagegen stieg nur um 0,9 Prozent und erreichte den Höhepunkt eine Minute danach. Es lag ein zuvor noch nicht entdecktes Strahlungsereignis vor.
In einer Studie von 2021 wiesen die Fachpersonen darauf hin, dass es für irdische Lebewesen tödlich wäre, den erdähnlichen Felsenplaneten Centauri b als Habitat aufzusuchen. Der Stern attackiert seine beiden Planeten wahrscheinlich mindestens einmal, wenn nicht sogar mehrmals täglich mit einer energiereichen Strahlung, die Menschen nicht überleben würden. Die Atmosphäre bläst er im Verlauf der Zeit ins Weltall.
In der Milchstraße könnten laut einer 2017 publizierten Schätzung von Fachpersonen um Koraljka Muzic von der Universität Lissabon bis zu 100 Milliarden Braune Zwerge vorkommen. In Nachbarschaft zum Sonnensystem wurden mehrere hundert entdeckt. Sie sind masseärmer als die Sonne, betreiben keine Wasserstoff-Kernfusion, glimmen schwach und werden kontinuierlich kälter. Einige könnten in der oberen Wasserstoffschicht Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel besitzen und Mikroben eventuell eine erträgliche Temperatur und einen erdähnlichen Druck bieten. Menschen würden auf ihnen nicht überleben. Ein Team um Jack Yates von der University of Edinburgh kam in einer Studie von 2016 ebenfalls zum Ergebnis, dass in der oberen Atmosphäre mancher Brauner Zwerge und Gasplaneten nur Mikroben überleben könnten.
Der Vorschlag von Stephen Hawking, Weltraumkolonien in fremden Planetensystemen zu errichten, mag diskutabel sein, stößt bei der Realisation aber auf gravierende Probleme. In ein auf zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit bzw. 30.000 Kilometer pro Sekunde beschleunigtes Raumschiff müsste eine Energiemenge gesteckt werden, die zirka dem jährlichen globalen Energiebedarf entspricht. In dem Mehr-Generationen-Raumschiff müssten die Insassen in einer geschlossenen Unterkunft leben. Ein mit Überlichtgeschwindigkeit rasendes Raumschiff mit Warp-Antrieb benötigt einen exotischen Materietyp mit negativer Energie, der den Raum davor staucht und dahinter streckt. Vor dem Raumschiff würden sich hochenergetische Strahlung und für die Insassen schädliche Teilchen ansammeln, die beim Abbremsen freigesetzt würden. Ob lebende Menschen den Exoplaneten betreten würden, ist extrem anzweifelbar. Es ist auch zu bedenken, dass die Distanzen so gewaltig sind, dass eine Rückkehr bei Nichtgefallen nicht möglich ist. Würden Menschen beispielsweise zum Planeten Proxima Centauri b mit 20-facher Geschwindigkeit der Nasa-Raumsonde New Horizons unterwegs sein, dauerte die Reise mindestens 4.000 Erdjahre.
Die Bewohnbarkeit eines Planeten ist von zahlreichen Parametern abhängig. Dazu zählen der Abstand zum Stern, dessen Strahlungsintensität, die Masse des Planeten, das Verhältnis von Festland zu Wasser, ein vor den Sonnenwinden schützendes Magnetfeld und eine erdähnliche Zusammensetzung der Atmosphäre. Ein solcher Planet wird noch gesucht.
3. Die unbewohnbare Erde und erloschene Sonne
Nach heutigem Wissen existiert das Weltall seit etwa 13,8 Milliarden Jahren und enthält eine unermessliche Anzahl von Sternen. Allein die Milchstraße könnte über zwei Milliarden sonnenähnliche Sterne beherbergen. Seit der Frühzeit des Universums existieren Sterne mit Planeten. Kepler-444 mit fünf Planeten ist schätzungsweise 11,2 Milliarden Jahre alt. Mit bloßem Auge können in klaren Nächten bis zu 3.000 Sterne wahrgenommen werden. Das Universum sieht dunkel aus, da die Galaxien extrem weit entfernt sind, ihr Licht von Wolken aus Gas und Staub größtenteils absorbiert wird und wegen der Expansion des Weltalls in für das Auge unsichtbare Spektralbereiche verschoben wird.
Die Sonne besteht zu etwa 75 Prozent aus Wasserstoff und 24 Prozent aus Helium. Der Rest sind schwerere Elemente wie Sauerstoff und Kohlenstoff. Die Zusammensetzung stammt aus einer Wolke mit Gasen und Elementen verschiedener Sterne. Seit der Entstehung vor zirka 4,6 Milliarden Jahren fusioniert die Sonne in jeder Sekunde zirka 600 Millionen Tonnen Wasserstoff zu Helium und setzt dabei eine gewaltige Energiemenge frei. Während der Entwicklung verlaufen die Kernfusionen kontinuierlich langsamer, da die Menge an Wasserstoff abnimmt. Der Druck von innen nach außen wird schwächer und die Gravitation setzt sich zunehmend durch, wodurch der dichter werdende Kern immer mehr Hitze abgibt.
Seit der Entstehung hat die Energieabgabe um etwa 30 Prozent zugenommen. Wenn der Wasserstoffvorrat verbraucht ist, wird die immer größer werdende Sonne in ungefähr fünf bis sieben Milliarden Jahren zu einem hellen Roten Riesen. Er besitzt nur noch die Hälfte bis Dreiviertel der anfänglichen Sonnenmasse und wirft bei der Fusion von Helium zu Sauerstoff und Kohlenstoff eine gewaltige Hitze und stoßweise Rauchringe mit einer Materialmenge in das Weltall, die in wenigen Tagen der Erdmasse entspricht. Die inneren Planeten Merkur und Venus wird der aufgeblähte Rote Riese aufsaugen. Sie werden in ihm verdampfen, ihre Elemente gelangen in seine Hülle. Offen ist, wie weit der Rote Riese sich ausdehnt, ob er auch die Erde verschlingt oder nur die Lebenswelt auslöscht und was mit den äußeren Planeten passiert. Jupiter könnte nach außen und eventuell innen wandern. Dies deuten Beobachtungen in anderen Sternsystemen an.
Die Kontinente werden durch die Extremhitze des Roten Riesen zu heißer Lava; das aufsteigende Wasser wird in der oberen Atmosphäre von der kosmischen UV-Strahlung in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Der Wasserstoff entweicht ins Weltall; der Sauerstoff setzt chemische Reaktionen zum Austrocknen der glühend heißen Erde in Gang. Bis dahin haben die Tage sich kontinuierlich verlängert, da der Mond durch die Gezeitenwirkung sich jährlich etwa 3,8 Zentimeter entfernt und die Erdrotation sich dadurch verlangsamt.
Genauer erforscht wird unter anderem noch, ob die öde und unbewohnte Erde weiter um den Roten Riesen kreist, durch die Reibung mit seiner Hülle so viel Bewegungsenergie verliert, dass sie in ihn stürzt, oder wegen seiner geringeren Masse als die Sonne zu einem kosmischen Ausreißer wird. Falls sie noch um den Roten Riesen kreist, verläuft die Umlaufbahn wegen des solaren Masseverlustes weiter außen. Eventuell ist die Umlaufbahn so verändert, dass die Erde mit dem Mars kollidiert. Es entstünden unzählige Asteroiden, die Jupiter teilweise ins innere Sonnensystem lenken würde.
Ein Beleg könnte der Rote Riese HIP 13044 im südlichen Sternbild Chemischer Ofen sein. Er verschlang seine inneren Planeten. Früher befanden der Stern und seine Planeten sich in einer Zwerggalaxie, die vor Milliarden Jahren von der Milchstraße einverleibt wurde. Nur der äußere Planet HIP 13044 b existiert noch mit der etwa 1,25-fachen Jupitermasse und benötigt 16,2 Tage für eine Umrundung. Bei der weiteren Ausdehnung wird der Rote Riese vermutlich auch ihn aufsaugen. Johny Setiawan vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg kommentierte 2010 den Befund: „Möglicherweise zeigt uns das HIP-13044-System, wie die ferne Zukunft unseres Sonnensystems aussehen wird. Das macht die Entdeckung des Planeten natürlich umso faszinierender.“
Den Ablauf einer Planetenverschlingung beschrieb quasi als Live-Szenario 2023 ein Team um Kishalay De vom MIT in Cambridge (USA). Demnach stürzte ein Planet mit weniger als etwa zehn Jupitermassen im zirka 12.000 Lichtjahre entfernten Sternbild Adler in seinen Stern mit 0,8 bis 1,5 Sonnenmassen. Es führte zu leuchtenden Massenauswürfen. Innerhalb einer Woche war der Wirtsstern um das 100-Fache heller als zuvor. Das sichtbare Licht schwächte sich nach 10 Tagen deutlich ab. Ein monatelanges Nachglühen war der letzte Hinweis auf den verschlungenen Planeten. Der Erde könnte eventuell Ähnliches passieren.
Die Menschheit könnte schon lange vorher aussterben. Laut einem Prognose-Modell des Japaners Kazumi Ozaki von der Toho University und Christopher Reinhard vom Georgia Institute of Technology von 2021 könnte die Erdatmosphäre nur 20 bis 30 Prozent ihrer Existenzdauer mit Sauerstoff angereichert sein. Wegen der intensiveren Sonneneinstrahlung steigt die Temperatur und Kohlendioxid wird im Gestein gebunden. Die Flora könnte in 600 Millionen Jahren langsam verschwinden. 400 Millionen Jahre später hat die Sonne möglicherweise so viel Strahlung freigesetzt, dass der atmosphärische Sauerstoffgehalt nur noch etwa ein Prozent beträgt und die Methanmenge signifikant erhöht ist. Die Erde wird dann dem Saturnmond Titan mit einem Dunstschleier gleichen.
Ähnlich äußerte sich zuvor der Paläontologe Peter Ward. So verwittert das Silikatgestein zunehmend wegen der heißer werdenden Sonne. Die Rate ist proportional zur Temperatur der Atmosphäre. Bei der Verwitterung wird Kohlendioxid der Atmosphäre entzogen. Der heutige Kohlendioxidanstieg wegen des Verbrennens fossiler Brennstoffe ist nur ein bedeutungsloser Zacken in der Kurve abnehmender Kohlendioxidkonzentration. In mindestens 500 Millionen Jahren könnte der Kohlendioxidanteil so gering sein, dass keine Pflanze mehr Fotosynthese betreibt. Durch das Aussterben der Pflanzen, Basis der tierischen und menschlichen Ernährung und Hauptquelle der Sauerstoffproduktion, wird auch die Restlebenswelt hinweggerafft.
Der Geophysiker Werner von Bloh vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung konkretisierte das Konzept 2019 durch Zahlenangaben. Demnach könnte die Kohlendioxidkonzentration der Atmosphäre in ungefähr 600 Millionen Jahren auf Grund der zunehmenden Leuchtkraft der Sonne das Fotosynthese-Limit nicht mehr erreichen. In zirka 800 Millionen Jahren könnte die jährliche Oberflächentemperatur im Durchschnitt doppelt so hoch wie heute sein, so dass Vielzeller wie die Säugetiere dem Hitzetod erliegen. Bei steigender Temperatur herrsche in etwa 1,2 Milliarden Jahren ein Treibhaus-Klima von 60 Grad Celsius, bei dem das Meerwasser verdampft. 400 Millionen Jahre danach gäbe es keine Bakterien mehr. Die Erde sei unbewohnt, da das Oberflächenwasser sich im Weltall befände. In sieben Milliarden Jahren könnte die Sonne die 2000-fache Helligkeit von heute haben und sich zum Roten Riesen aufgebläht haben. Die Erdoberfläche wäre dann 2.000 Grad Celsius heiße Lava.
Bei einer Island-Expedition wiesen der schottische Vulkanologe Dave McGarvie von der Open University und die Astrobiologin Claire Cousins von der University of St. Andrews durch Bodenmessungen nach, dass die Gase der Vulkane bis zu 97 Prozent aus Wasserdampf bestehen. Den Rest bilden Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Spuren anderer zum Teil hoch toxischer Gase. Daher könnten die Ozeane und die Atmosphäre durch Vulkaneruptionen entstanden sein. Auf der vulkanübersäten Venus geschieht Ähnliches bis heute. Sie hat die dichteste Atmosphäre der Planeten des Sonnensystems mit 90-fach höherem Druck als auf der Erde, einen Kohlendioxidgehalt von 96 Prozent, Wolken aus zirka 90 Prozent hochgradig ätzender Schwefelsäure und und eine glühende Hitze auf der Sonnenseite von über 450 Grad Celsius.
Bei der jungen Erde gelangten immense Mengen an giftigem Gas und Wasser durch tektonische Prozesse ins Innere. Da die Erdplatten beim Absinken den gebundenen Kohlenstoff mitnahmen, lagern im Inneren der Erde bis zu 99,999 Prozent des gesamten Kohlenstoffs. Das Kohlendioxid steigt in die Atmosphäre bei Vulkanausbrüchen und beim Auseinanderbrechen der Erdplatten. Werden sie gedehnt, können Grabensysteme entstehen und aus dem Erdinneren wird Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt. Falls die Plattentektonik zukünftig zum Stillstand kommt, wären die Auswirkungen katastrophal für die Bewohner der Erde. Die Sonnenwinde würden die Atmosphäre und das oberirdische Wasser ins Weltall blasen, so dass die Erde zum kalten und trockenen Planeten wie der Mars würde, der in der Frühzeit der Erde ähnelte. Alternativ könnte die Atmosphäre auf Grund des ständigen Kohlendioxideintrags bei Vulkaneruptionen zunehmend dichter und heißer werden. Dann würde der Blaue Planet zu einem lebenswidrigen Höllenplaneten wie die Venus werden.
Die mögliche Auswirkung der Positionsveränderung der Erdplatten stellte 2023 ein Team um den Klimaforscher Alexander Farnsworth von der University of Bristol vor. Demnach könnten die Säuger wegen der langfristigen plattentektonischen Veränderungen schon in ungefähr 250 Millionen Jahren größtenteils aussterben, wenn die Kontinente vermutlich zum Superkontinent Pangea Ultima verschmolzen sind. Eine Folge der Entstehung des Superkontinents wird ein extrem erhöhter Kohlendioxid-Wert von bis zu 1120 Parts per million (ppm) durch vulkanische Grabenbildung und Ausgasung sein. Zum Vergleich: Heute beträgt der Wert zirka 420 ppm; in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts lag er bei etwa 280 ppm. Wahrscheinlich wird die Kombination aus tropennahem Superkontinent, hoher Kohlendioxid-Spiegel in der Atmosphäre und 2,5 Prozent stärkerer Sonneneinstrahlung zu einem Klima-Kipp-Punkt führen. Der lebensfeindliche Hitze- und Feuchtigkeitsstress im Bereich der Küste und das Wüstenklima im Inneren von Pangea Ultima werden jenseits der physiologischen Belastbarkeit der Säuger liegen und sie bis zu 92 Prozent auslöschen. Auch andere Gruppen werden der Hitze zum Opfer fallen. Wer in den Küsten- und Polarregionen überlebt, wird einige Milliarden Jahre später aussterben, wenn auf der „Treibhaus-Erde“ mehr Sonnenstrahlung aufgenommen als Wärmestrahlung abgegeben wird. Wenn auch Exoplaneten ein geologisch kurzes Bio-Zeitfenster haben, ist es unwahrscheinlicher als bisher angenommen, eine zweite Lebenswelt oder einen für Menschen geeigneten Planeten im Universum zu finden.
Eine völlig andere Weiterentwicklung der Sonne ergibt sich, falls eine Vermutung der 1970er Jahre von Stephen Hawking zutrifft. Demnach könnten immens viele Mini-Schwarze-Löcher innerhalb der ersten Sekunde nach dem Urknall mit der Masse eines Asteroiden oder Mondes durch die Dichtefluktuationen entstanden sein. Ein Teil der später durch Einfang von Sternen massereiche gewordenen Schwarzen Löcher könnte bis heute in Sternen wie der Sonne verborgen sein und deren Leuchtkraft wegen ihrer Akkretion verändern. Da ihrer Gravitation die nach außen abgegebene Strahlung der solaren Kernfusion entgegengerichtet ist, verzehren sie nur eine relativ geringe Menge an Material. Insgesamt könnten sich eine Quintillion Schwarze Löcher im Umkreis von einer Astronomischen Einheit aufhalten.
Vor diesem Hintergrund errechnete ein Team um den Astronomen Earl Bellinger von der Yale University 2023, wie die eventuelle Präsenz eines solchen primordialen Schwarzen Loches sich auf die weitere Sonnenentwicklung auswirken könnte. Ein solches Exemplar selbst hätte ein extrem langes Dasein. Ist es relativ leicht, beeinflusst es die Sternentwicklung nicht. Ein massereiches dagegen würde den Stern im Laufe der Zeit verschlingen.
Das primordiale Schwarze Loch in der Sonne könnte maximal so groß wie der Planet Merkur sein, ohne mit den technischen Möglichkeiten heutiger Astronomie bemerkt zu werden. Die Dichte, Fusionsrate und Energieabgabe der Sonne würde es beeinflussen. So würde sie im Laufe der Zeit allmählich abkühlen, da der „Endo-Parasit“ ihre Materie aufsaugt. Seine Energieabgabe würde zunehmend die Fusionsenergie ersetzen, so dass die Sonne wesentlich länger und schwächer leuchten und sich wegen der starken Vermischungen im Inneren weniger ausdehnen würde. Die Erde könnte sie nicht aufsaugen. Wenn später die Akkretion die Kernfusionen beendet hat, wird die Sonne sich laut der Studie „zu einem vollständig konvektiven Stern ausdehnen und möglicherweise mehrere Gigajahre lang mit einer angereicherten Heliummenge an der Oberfläche leuchten, zuerst als Unterriese und dann als Roter Nachzügler, bevor sie zu einem primordialen Schwarzen Loch mit untersolarer Masse wird“.
4. Das Vernichtungspotenzial Weißer Zwerge
Bei den thermonuklearen Kernfusionsprozessen im Inneren der Sterne entstehen Elemente bis zum Eisen. Werden schwerere Elemente gebildet, muss Energie von außen zugeführt werden. Wird beim Siliziumbrennen in mehreren Schritten Eisen produziert, wird die äußere Hülle des Sterns abgestoßen und der Kern kollabiert durch die gewaltige Schwerkraft zu einem Weißen Zwerg. Er besteht vor allem aus Kohlenstoff und Sauerstoff, hat etwa die Größe der Erde und typischerweise eine Oberflächentemperatur von 100.000 Grad Celsius. Ein Kubikzentimeter seiner Materie ist schwerer als 100.000 Kubikmeter Blei auf der Erde. Bei der weiteren Entwicklung des Weiße Zwergs entweichen heiße Gase und der Zwergstern wird kälter.
Die Sonne wird wegen der relativ geringen stellaren Masse kein Eisen fusionieren. Druck und Temperatur sind dafür zu niedrig. Der Rote Riese wird zum Weißen Zwerg, und in ferner Zukunft erkaltet dieser zum Schwarzen Zwerg. In der über 100.000 Lichtjahre sich erstreckenden Milchstraße gibt es Milliarden bereits ausgebrannter Sterne, die mit Röntgensatelliten nachgewiesen werden können. Fachpersonen um Mikhail Revnivtsev vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching folgerten 2006 beim Auswerten von Daten des Rossi-Satelliten, beim so genannten „Röntgenschein“ könnte es sich vor allem um alte Weiße Zwerge handeln. Zwei sind 11 und 11,5 Milliarden Jahre alt und zirka 100 Lichtjahre vom Sonnensystem entfernt. Die Altersangaben leitete ein Team um Mukremin Kilic von der University of Oklahoma 2012 aus den Oberflächentemperaturen von 3.400 und 3.550 Grad Celsius ab.
Der Weiße Zwerg RX J0439.8-6809 im Außenbereich der Milchstraße ist einer Berechnung von 2015 zufolge zirka 250.000 Grad Celsius heiß. Forscher um Klaus Werner von der Universität Tübingen ermittelten 2004 beim Zwergstern H1504+65 eine Oberflächentemperatur von etwa 200.000 Grad Celsius. Im sichtbaren Spektralbereich leuchtet er schwach, im Röntgenlicht strahlt er als helles Objekt. In Anbetracht der relativ hohen Oberflächentemperaturen könnte es sich um zwei junge Zwergsterne handeln.
Weitaus höher wird die äußere Temperatur eines Weißen Zwergs, wenn im ihn umgebenden Magnetfeld Material gefangen und ionisiert wird. Dabei kann eine Temperatur von einer Million Grad Celsius vorliegen, bei der nur noch ein Elektron um den Atomkern kreist. Die übrigen Elektronen der äußeren Atomhülle sind abgestoßen. Gemäß einer Studie von 2018 eines Teams um Nicole Reindl von der Universität Leicester könnte jeder vierte Weiße Zwerg eine außerordentlich heiße Magnetosphäre besitzen. Wie sie sich genau auf die Oberflächentemperatur auswirkt, wird noch untersucht. Zudem könnten einige Zwergsterne auf der Oberfläche noch Wasserstoff verbrennen, wodurch die Entwicklung langsamer verläuft und die Altersangabe in Abhängigkeit von der gemessenen Oberflächentemperatur zu korrigieren ist.
Ein völlig von der Norm abweichendes Exemplar ist der 2021 von einem Team um Ilaria Caiazzo vom California Institute of Technology in Pasadena beschriebene Weiße Zwerg ZTF J190132.9+145808.7 mit zirka 1,35 Sonnenmassen und erdmondähnlichem Durchmesser. Die Innentemperatur könnte etwa 20 bis 30 Millionen Grad betragen. Auf der extrem stark magnetisierten Oberfläche könnten 600 bis 900 Mega-Gauss vorliegen. Eine Umdrehung könnte nur knapp sieben Sekunden dauern. Eventuell entstand er als Verschmelzungsprodukt zweier Zwergsterne und könnte zukünftig zu einem Neutronenstern werden.
Ehemalige Doppelstern-Systeme bilden öfter Zwergstern-Paare. Bei Sirius A und B im Sternbild Großer Hund bewegt der Weiße Zwerg B sich mit geringem Abstand um Sirius A. In der Antike kündigte sein Auftauchen ägyptischen Astrologen die Nilschwemme an. Ursprünglich besaß Sirius B die fünffache Sonnenmasse. Als sein Kernbrennstoffvorrat aufgebraucht war, wurde er zum Roten Riesen und streifte die äußere Hülle ab. Der als Weißer Zwerg zurückgebliebene Kern hat etwa die Masse der Sonne und die Größe der Erde. Seine Gravitation könnte 350.000 Mal stärker als die der Erde sein. Ein Erwachsener würde auf Sirius B einige hunderttausend Kilogramm wiegen.
Mindestens jeden vierten der bisher entdeckten Zwergsterne umgibt außen eine Staubschicht. Die verschmutzten Hüllen verweisen auf Vernichtungsszenarien. So könnte der Staubring von GD-362 im 150 Millionen Lichtjahre entfernten Sternbild Herkules aus Resten eines Asteroiden, Planeten oder Planetensystems bestehen. Mukremin Kilic deutete 2005 die vorliegenden Beobachtungsdaten: „Die passendste Erklärung für die Staubscheibe um GD 362 besteht darin, dass ein Planet oder ein asteroidenähnliches Objekt durch die Gezeitenkräfte des Weißen Zwergs zerrissen wurde. Die Brocken wurden bis auf Staubgröße zermahlen und sammelten sich in einer Trümmerscheibe um den Stern. Wahrscheinlich sehen wir hier die Vernichtung eines Planetensystems.“
Für Michael Jura von der University of California in Los Angeles ist die Staubhülle von GD-362 ebenfalls ein Hinweis, dass ein kosmisches Objekt dem Zwergstern zu nahe kam und zerstört wurde. Ein Team um Benjamin Zuckerman von der University of California bestätigte es 2007 durch die Analyse chemischer Elemente im Orbit. Ihre Konzentrationen ähneln dem Erde-Mond-System und den inneren Planeten des Sonnensystems. Daher könnte die Umhüllung das übrig gebliebene Material eines zerstörten Planeten oder Planetensystems sein. Stickstoff und andere Elemente in der Hülle des Zwergsterns WD 1425+540 im 170 Lichtjahre entfernten Sternbild Bärenhüter passen zur Zerlegung eines Kometen. Laut einer Studie von 2017 eines Teams um Siyi Xu von der Europäischen Südsternwarte könnte es ein großer Komet gewesen sein, der die 100.000-fache Masse des Halley-Kometen besaß.
Die Staubhülle des Zwergsterns G29-38 erstreckt sich über eine dem Sonne-Jupiter-Abstand entsprechende Distanz. Die Konzentration der Trümmer ist etwa 100 Mal geringer als die von GD-362. Boris Gänsicke von der Universität von Warwick vermutete, es könnte sich um Planetenreste handeln. Gemäß Marc Kuchner vom Goddard Space Flight Center der Nasa und William Reach vom California Institute of Technology in Pasadena könnte in Anbetracht der Größe und Zusammensetzung der Staubteilchen ein Komet dem Zwergstern zu nahe gekommen und von ihm mineralisiert worden sein. Michael Jura zufolge könnte das Gravitationsfeld des Zwergsterns auch einen Asteroiden zerfetzt haben. Bei weiteren Kollisionen wurden die Trümmer zerkleinert und regneten herab. Jura und Michael Werner vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa in Pasadena vermuten, der zerstörte Asteroid könnte auf Grund der Ausdehnung der Trümmerhülle etwa 30 Kilometer groß gewesen sein.
Laut einer Studie von 2015 eines Expertenteams um Melania Del Santo vom Nationalen Institut für Astrophysik in Palermo wird ein Planet mit zirka einem Drittel der Erdmasse von einem etwa 1,4 Sonnenmassen schweren Zwergstern im äußeren Milchstraßenbereich zerrissen. Zuerst wurde der Planet durch die enorme Gravitation des Kugelsternhaufens NGC 6388 von seiner Sonne getrennt. Bei der kosmischen Reise näherte er sich dem Zwergstern, der ihn zu sich zog, durchknetete und zerlegte. Die Röntgenstrahlen des stark erhitzten Trümmerregens wurden mit dem Teleskop Chandra registriert.
Ein Zwischentyp zwischen alten Zwergsternen und Sternen mit sonnenähnlichem Alter ist der Weiße Zwerg WD 2226-210, dessen äußeren Schichten als Helix-Nebel bezeichnet werden. Gigantisch ist die Größe seiner Trümmerscheibe, die mit etwa 100 Astronomischen Einheiten ins gesamte Sonnensystem passen würde. Gemäß Jura und Werner könnte sie von zerrissenen Asteroiden und/oder Kometen stammen. Elemente wie Silizium, Eisen und Magnesium in der Hülle des Zwergsterns WD 1145+017 im Sternbild Jungfrau deuten an, dass das zertrümmerte Gestein von einem großen Asteroiden oder kleinen Planeten stammen könnte. Das Objekt umrundete den Weißen Zwerg alle 4,5 Stunden, bis dessen starke Gravitation und Strahlung ihn zerlegte und verdampfen ließ. Seitdem fallen Trümmer auf den Zwergstern herab.
Ähnliches bekundet die Hülle des Weißen Zwergs SDSS J073842.56+183509.6. Experten um Patrick Dufour von der University of Montreal belegten an Hand von Beobachtungsdaten des Multiple-Mirror Teleskops, dass die Staubschicht Elemente wie Eisen, Kalzium, Magnesium, Natrium und Silizium enthält. Laut ihrer 2010 veröffentlichten Studie könnten sie von einem felsigen Objekt mit hohem Metallanteil stammen, das von den Gezeitenkräften des Zwergsterns zerlegt wurde. Die Trümmermenge entspricht etwa der Masse des Zwergplaneten Ceres. Der Wasserstoff in der Hülle könnte von einem erdähnlichen Planeten stammen, der beim Umkreisen das Wasser verlor. Eine der Erde ähnelnde äußere Schicht hat auch der Zwergstern HS2253+8023. Elemente wie Eisen, Magnesium, Silizium und Sauerstoff stimmen etwa 85 Prozent mit denen der Erde überein. Von daher könnte ein erdähnlicher Planet oder größerer Asteroid zerrieben worden sein.
Die Trümmerscheibe des 160 Lichtjahre entfernten Zwergsterns GD 61 weist vermutlich eine große Wassermenge auf. Hier könnte ein Kleinplanet zerstört worden sein, der etwa zu einem Viertel aus Wasser bestand. Laut 2013 veröffentlichter Berechnung von Fachpersonen um Jay Farihi von der britischen University of Cambridge könnte die Planetenmasse mit der des 520 Kilometer durchmessenden Kleinplaneten Vesta vergleichbar gewesen sein.
Bei der chemischen Analyse von über 80 Weißen Zwergen mit dem Cosmic Origins Spectrograph des Weltraumteleskops Hubble entdeckten Astrophysiker um Boris Gänsicke von der University of Warwick vier Exemplare in einigen Hundert Lichtjahren Entfernung mit atmosphärischen Elementen wie Silizium, Eisen, Magnesium, Kohlenstoff und Sauerstoff. Die der Erde ähnelnde Zusammensetzung der Staubschichten verweist auf ehemalige Gesteinsplaneten. Beim Weißen Zwerg PG0843+516 wurde außer einem hohen Eisenanteil auch relativ viel Nickel und Schwefel in der Hülle gefunden. Es könnte daher ein Gesteinsplanet wie die Erde mit Kern, Mantel und Kruste zerlegt worden sein. Pro Sekunde regnen bis zu tausend Tonnen Trümmerteile auf seine frühere Sonne herab.
Weiße Zwerge mit verschmutzten Hüllen existieren vermutlich überall im Universum. Allein in der Milchstraße könnten bis zu fünf Millionen Exemplare mit Resten von zerstörten Planeten, Planetensystemen, Asteroiden oder Kometen vorkommen. Jura und Werner stellten 2009 fest: „Gemeinsam mit Kollegen haben wir über ein Dutzend Weiße Zwerge in der Milchstraße entdeckt, die von Asteroiden, Kometen und vielleicht sogar Planeten umkreist werden. Solange die Sterne am Leben waren, gingen sie Tag für Tag am Himmel dieser Welten auf. Als sie aber starben, verdampften sie ihre inneren Planeten oder verschlangen und verbrannten sie. Zurück blieben nur die Himmelskörper in den kühleren äußeren Regionen der Systeme. Und auch etliche dieser Überlebenden zerrissen die Zwerge im Verlauf der folgenden Zeit. Solche dezimierten Systeme, Friedhöfe der Welten, lassen uns das Schicksal erahnen, das auch dem Sonnensystem bevorsteht – in fünf Milliarden Jahren, wenn die Sonne stirbt.“
5. Explodierende Riesensterne
Im Unterschied zur Sonne bilden die meisten Sterne Doppel-Systeme. Allein im Umkreis von 3.000 Lichtjahren werden mindestens 1,3 Millionen Doppelsterne vermutet. Auch die Sonne könnte als Doppelstern entstanden sein und später den Partner verloren haben. Darauf weisen unter anderem die Bahnen von Objekten der Oortschen Wolke im äußeren Sonnensystem hin. Von dort gelangen aus der Bahn geworfene Eisbrocken als langperiodische Kometen ins innere Sonnensystem.
Das zirka 16.000 Lichtjahre entfernte System HM Cancri besteht aus zwei Zwergsternen, die sich alle 5,4 Minuten umrunden. Forschende um Gijs Roelofs vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics bestätigten an Hand von Daten des Keck-I-Teleskops auf Hawaii die 5,4-minütige Umrundung. Vadim Burwitz vom Max-Planck-Institut fand 1999 beim Analysieren von Beobachtungsdaten des Rosat-Satelliten eine kurzperiodische Röntgenquelle. Beim Inspizieren des Planetarischen Nebels Henize 2-428 wurden zwei Weiße Zwerge mit jeweils einer etwas kleineren Masse als die Sonne entdeckt, die einander alle vier Stunden umkreisen. In 700 Millionen Jahren könnten sie miteinander verschmelzen und als Supernova explodieren.
Karin Sandstrom von der Harvard-Universität vermutete 2002, dass das Doppel-Stern-System HR 8210 aus einem Roten Riesen und einem Zwergstern bestehen könnte. Noch seien sie für einen Gas- und Materieaustausch zu weit entfernt. Doch bei der weiteren Annäherung werde der Zwergstern Materie vom Partner ansaugen und bei ungefähr 1,45 Sonnenmassen kollabieren und explodieren. Das thermonukleare Feuerwerk werde eine Ia Supernova mit milliardenfach hellerer Leuchtkraft als die Sonne sein. Dabei würden Elemente ins All geschleudert, die schwerer als Eisen sind. Die bei ihrer Bildung benötigte Energie käme von der Supernova.
Im Jahr 185 beschrieben chinesische Astronomen eine Supernova am nächtlichen Himmel als acht Monate zu sehenden „Gaststern“, dessen Überrest in zirka 8.000 Lichtjahren Entfernung heute RCW 86 genannt wird. 1054 sahen chinesische und japanische Astronomen eine Supernova im Sternbild Taurus, deren Aufleuchten auch tagsüber zu sehen war. Der Überrest ist der Krebs-Nebel. Tycho Brahe bemerkte 1572 eine Supernova im Sternbild Cassiopeia, die heller als die Venus leuchtete. 1604 bemerkte Johannes Kepler eine Supernova im Sternbild Schlangenträger und dokumentierte die Beobachtungen in zwei Schriften. Eine Supernova in astronomischer Nachbarschaft zur Erde wurde 1987 in der Großen Magellanschen Wolke entdeckt. 2011 leuchtete eine mit dem Fernglas erkennbare Supernova im Sternbild Großer Bär.
Bis 2017 waren über 5.000 Supernovae bekannt. Seiher kamen jährlich einige Tausend hinzu. In der Scorpius-Centaurus-Assoziation, einer jungen Gruppe massereicher Sterne, könnten bis zu 20 Supernovae seit 10 bis 15 Millionen Jahren stattgefunden haben. Eine Ablagerung von Eisen-60 im Meeresboden deutet an, dass eine Fallout-Wolke einer alten Supernova das Sonnensystem seit etwa 33.000 Jahren durchquert. Gemäß heutigem Wissensstand ereignen sich in der Milchstraße zwei bis drei Supernovae pro Jahrhundert.
Es gibt verschiedene Typen von Supernovae. Beim Typ I verschmelzen zwei Zwergsterne oder ein Weißer Zwerg erhält Material von einem Partner. Das bezogene Material lagert es sich auf der Oberfläche des Zwergsterns so lange ab, bis er beim Überschreiten der so genannten Chandrasekhar-Grenze von etwa 1,45 Sonnenmassen explodiert. Ein Forscherteam um Marat Gilfanov und Akos Bogdan vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching stellte mit Hilfe von Computersimulationen 2010 fest, dass die untersuchten Supernovae verschiedener Galaxien größtenteils durch Verschmelzung zweier Zwergsterne zu Stande kamen. Eine detaillierte Studie von 2020 zur Herkunft von Mangan bestätigte es. Sie bilden den Supernova-Typ Ia. Die von Tycho Brahe gesehene Supernova könnte dazu gehören.
Eine hoch seltene Supernova ist der Typ 1ax. Dabei explodiert der Stern nicht vollständig wie beim Typ 1a, sondern hinterlässt einen Zombie-Überrest. 1181 bemerkten chinesische und japanische Astronomen einen „Gaststern“ mit der Leuchtkraft von Saturn, der sechs Monate mit bloßem Auge zu sehen war. Laut einer Studie von 2021 eines Teams unter Leitung von Astronomen der Universität von Hongkong handelte es sich bei der Explosion im Sternbild Kassiopeia um die Entstehung eines massereichen und sehr hellen Wolf-Rayet-Sterns mit heißer Gashülle. Der umgebende Nebel namens Pa 30 expandiert mit zirka 1.100 Kilometern pro Sekunde langsamer als der eines Überrests einer 1a-Supernova. In Anbetracht der heutigen Größe könnte die Gashülle des nach dem Leiter der Studie benannten Parker-Sterns bei der Explosion im Jahr 1181 entstanden sein und einen Zombie-Überrest repräsentieren.
Demnach können Weiße Zwerge mit einer geringeren Masse als die Sonne nukleare Fusionen durchführen, wenn sie Material von einem Partner erhalten. Dabei explodiert der Zwergstern nur teilweise. Die freigesetzte Energiemenge einer leuchtschwachen Supernova Iax ist geringer als bei einer Supernova Ia. Die beiden Partner können einen so starken Stoß erhalten, dass sie in entgegengesetzter Richtung davonrasen.
Ein Beleg könnte der zirka 1.000 Lichtjahre entfernte Weiße Zwerg LP 40-365 im Grenzbereich der Sternbilder Drache und Kleiner Bär sein. Seine chemische Zusammensetzung mit relativ hohen Anteilen von Aluminium, Magnesium, Natrium und Silizium, aber wenig Kohlenstoff und Sauerstoff sowie die enorme Fluchtgeschwindigkeit von 546 Kilometern pro Sekunde in Richtung des Sonnensystems legen eine Iax-Supernova nahe. In Anbetracht der Oberflächentemperatur von etwa 10.000 Grad Celsius könnte die Explosion vor knapp 50 Millionen Jahren stattgefunden haben. Seither ist der Zwergstern in der Milchstraße unterwegs. In ferner Zukunft wird er sie verlassen.
Supernovae vom Typ II bzw. Sternkollaps-Supernovae finden bei Sternen mit mindestens 8-facher Sonnenmasse statt. Im Inneren des Sterns wird durch Fusion zuerst Helium, dann Kohlenstoff und Sauerstoff, danach Silizium und zuletzt Eisen gebildet. Durch die gewaltige Gravitation der schweren Elemente kollabiert der Stern. Supernovae explodierender massereicher Sterne ereignen sich häufiger als Explosionen mit einem oder zwei Weißen Zwergen.
Im Jahr 2013 erreichte das Licht eines explodierten Roten Überriesen aus der 160 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 7610 die Erde. Die Explosion könnte 100 Milliarden Mal heller als die Sonne gewesen sein. Bei der energiereichen Explosion fand vermutlich eine Hypernova statt. Sie kann sekundenlang heller als die Galaxie leuchten und eine immense Menge Nickel wegschleudern. Nach der Explosion wurde Material aus dem Sterneninneren nachgewiesen. Noch heller als eine Hypernova ist die höchst seltene Superleuchtstarke Supernova.
Beim 2.000 Lichtjahre entfernten Weißen Zwerg T Coronae Borealis findet alle 80 Jahre eine mit dem Auge wahrnehmbare Nova statt. Er übernimmt Material von einem ihn begleitenden Roten Riesen, bis es in seiner Hülle beim Überschreiten der Chandrasekhar-Grenze zu einer thermonuklearen Explosion kommt. Der Zwergstern existiert danach weiter.
Zu den astrophysikalischen Entdeckungen mit überraschenden Beobachtungsdaten zählen Supernovae wie 2006gz und iPTF14hls. 2006gz galt zuerst als Typ Ia, strahlte aber so hell, dass vermutet wurde, der Zwergstern sei vor der Explosion schwerer als 1,45 Sonnenmassen gewesen. Die 1,45-fache Sonnenmasse gilt theoretisch aber als Limit für Weiße Zwerge. Um die Ungereimtheit zwischen Empirie und Theorie zu beseitigen, folgerten Fachpersonen um Malcom Hicken vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, bei der Kollision sei nichtverbrannter Kohlenstoff weggeschleudert worden. Das entdeckte Silizium könnte durch die Kompression einer gewaltigen Stoßwelle entstanden sein.
Eine typische Supernova, die in kürzester Zeit so viel Energie freisetzt wie zuvor in Millionen oder Milliarden von Jahren, strahlt durchschnittlich etwa 100 Tage, wobei die Helligkeit sich zunächst sprunghaft erhöht und danach kontinuierlich abnimmt. Bei der 2014 entdeckten Supernova iPTF14hls beobachteten Forschende um Iair Arcavi von der University of California in Santa Barbara aber ein etwa 600-tägiges Leuchten bei konstanter Temperatur der Gashülle. Möglicherweise explodierte der Stern erstmals im Jahr 1954 und 60 Jahre später erneut. 1954 wurde in der Region eine Explosion bemerkt. Eine griffige Erklärung für das Überleben einer Supernova eines Sterns mit mindestens 50-facher Sonnenmasse fehlt noch.
Supernovae durchziehen die Geschichte des Kosmos. Im jungen Universum könnten Explosionen stattgefunden haben, die bis zu 100-fach heftiger als spätere Ia Supernovae waren. Damals gab es schwere Sterne mit über 130 Sonnenmassen und anderer chemischer Zusammensetzung. Schwere Elemente wie Silber und Gold in der Sonne und Erde wurden bei Supernovae ins Weltall geschleudert. Die solare Goldmenge könnte einer Kugel mit einem Durchmesser von über 600 Kilometern entsprechen.
Shogo Tachibana von der Universität Tokio folgerte 2006 auf Grund von Isotopenmessungen in Meteoriten, dass ein gigantisches Objekt in der Nähe der interstellaren Wolke, aus der die Sonne und bis zu 3.500 andere Sterne entstanden, kurz nach deren Geburt als Supernova explodiert sein könnte. Laut einer 2010 publizierten Studie von Simon Portegies Zwart von der Universität Leiden fand die Supernova vermutlich „in weniger als fünf, vielleicht sogar in gerade einmal 0,07 Lichtjahren Entfernung“ statt, als die Sonne 1,8 Millionen Jahre alt war.
Seither erreicht Supernova-Fallout die Erde und könnte etwa einen Einfluss auf das Klima haben. Nach dem Nachweis von Eisen-60-Spuren wies der Wiener Astrophysiker Ernst Dorfi an Hand von Simulationsberechnungen darauf hin, dass nach einer relativ nahen Supernova die kosmische Protonen-Strahlung auf der Erde über 100.000 Jahre erhöht sein könnte. Dadurch entstünden Kondensationskeime für eine stärkere Wolkenbildung, so dass ein abkühlender Effekt die Auswirkung einer Supernova sein könnte.
Mehrere Daten verweisen auf eine Supernova vor drei bis zwei Millionen Jahren, bei der ein etwa 100 Lichtjahre von der Erde entfernter Stern explodierte und eine Schockwelle durchs Sonnensystem jagte. Ein Hinweis sind laut einem Team um den Physiker Klaus Knie von der Technischen Universität München 1999 publizierte Werte von radioaktivem Eisen-60 in Eisen-Mangan-Krusten. Das im Pazifik gefundene Isotop mit einer Halbwertszeit von 2,6 Millionen Jahren kommt natürlich in der Erde kaum vor. Bei einer Supernova werden eine der 10-fachen Erdmasse entsprechende Eisen-60-Menge und Radionuklide wie Aluminium-26 ins Weltall geschleudert, die sich über Hunderte von Lichtjahren ausbreiten und entsprechend ihren Halbwertszeiten zerfallen. Der Astrophysiker Shawn Bishop wies an Hand von Altersbestimmungen von Mikrofossilien nach, dass Eisen-60 in Tiefseeablagerungen ab vor 2,7 Millionen Jahren vorliegt, vor 2,2 Millionen Jahren das Maximum erreicht und vor 1,5 Millionen Jahren nicht mehr angetroffen wird. Daher könnte das Sonnensystem durch Überbleibsel einer Supernova gezogen sein, die sich in den Tiefseeschichten langsam ablagerten.
2002 vermuteten die Astrophysiker Narciso Benítez und Jesús Maíz-Apellániz und die Biologin Matilde Canelles, ein randständiger Stern könnte sich vor ungefähr zwei Millionen Jahren dem Sonnensystem bis auf 120 Lichtjahre genähert haben und explodiert sein. Dadurch könnte es zu einer ökologischen Krise gekommen sein. Zwischen der Supernova und dem marinen Sterben beim Pliozän-Pleistozän-Übergang könnte eine kausale Beziehung bestehen. Die von der energiereichen Strahlung in der oberen Atmosphäre gebildeten reaktionsfreudigen Verbindungen wie Stickoxide hätten zwischen 20 und 60 Prozent der Ozonschicht über Jahrhunderte zerstört. Bei Meeresbewohnern sei der mutagene Effekt nachgewiesen worden.
Im Sternbild Wolf fand vermutlich vor 2,3 Millionen Jahren und im Sternbild Waage vor 1,5 Millionen Jahren eine Supernova statt. Hinweise liefern auch hier Eisen-60-Konzentrationen in Tiefseesedimenten des südlichen Atlantiks, Indischen und Pazifischen Ozeans. In der Studie von 2016 eines Teams um Anton Wallner vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf wird herausgestellt, dass die UV-Strahlung wegen der Entfernung von 300 Lichtjahren die irdische Lebenswelt nicht schädigen konnte.
Adrian Melott von der Universität von Kansas und seine Kollegen fügten 2018 hinzu, dass die bei einer Supernova freigesetzten Myonen mehrere hundert Meter tief ins Meerwasser gelangen und die Lebewesen durchdringen. Myonen sind instabile, negativ geladene Elementarteilchen mit der etwa 200-fachen Elektronenmasse. Sie entstehen, wenn kosmische Strahlung auf Atome in der Atmosphäre trifft. Pro Sekunde und Quadratmeter erreichen zirka 100 Myonen den Erdboden. Nach einer Supernova können mehr Myonen eintreffen.
Vor zirka 2,6 Millionen Jahren könnte die vor kosmischer Strahlung schützende Ozonschicht durch eine etwa 150 Lichtjahre entfernte Supernova so stark geschädigt worden sein, dass aus statistischer Sicht ungefähr jedes dritte größere Meerestier gemäß Melott starb. Die Krebsrate könnte sich um zirka 50 Prozent erhöht haben. Das Maximum der Explosion könnte mit dem Sterben am Pliozän-Ende in Beziehung stehen. Eventuell gab es einige Supernovae.
Eine Physikergruppe von der Technischen Universität München um Günther Korschinek wies 2020 an Hand erhöhter Werte von Eisen-60 und Mangan-53 in zirka 2,5 Millionen Jahre alten Mangan-Krusten nach, dass eine Supernova sich vor 2,5 Millionen Jahren ereignete. Mangan-53 kommt im kosmischen Staub vor und gilt als eindeutiger Beleg für eine Supernova. Die Explosion des Sterns mit ungefähr 11 bis 25-facher Sonnenmasse könnte jahrtausendelang die kosmische Strahlung erhöht haben, so dass die Wolkenbildung auf der Erde verstärkt war.
2021 ergänzte Anton Wallner mit anderen Fachpersonen an Hand der Untersuchung von Tiefsee-Krustenmaterial aus dem Pazifik die Studie. Beim Nachweis von Eisen-60 und Beryllium-10 stieß das Team auf zwei separate Einträge. Demnach könnte eine Supernova vor zirka sieben Millionen und eine zweite vor vier bis einer Million Jahren stattgefunden haben. Zudem wurden winzige Spuren an interstellarem Plutonium-244 mit einer Halbwertszeit von 81 Millionen Jahren nachgewiesen. Ob es von den Supernovae oder einer älteren Explosion wie der Verschmelzung zweier Neutronensterne stammt, ließ das Team offen. Von Menschen wurde das Plutonium-Isotop bei Atomwaffen-Tests nicht global verteilt. Nach gängiger Lehre werden Plutonium und andere extrem schwere Elemente bei Neutronenstern-Kollisionen und anderen hochexplosiven Ereignissen gebildet.
Auf eine Supernova, die sich vor 41.000 Jahren 250 Lichtjahre entfernt ereignet haben könnte, weisen relativ hohe Kohlenstoff-14-Werte in isländischen Meeresablagerungen und Staubschichten anderer Ausgrabungen hin. Von der Sternexplosion könnten die radioaktiven Eisenkügelchen stammen, die winzige Löcher in die Stoßzähne von Mammuts schlugen. Der Auswurf der Supernova bewegte sich mit ungefähr 10.000 Kilometern pro Sekunde und erreichte die Erde etwa 7.000 Jahre nach der Explosion.
Zu den Kandidaten zukünftiger Sternexplosionen zählen Beteigeuze im Sternbild Orion, HR 8210, V 445 Puppis, der Hauptstern Antares des Tierkreiszeichens Skorpion, RX J0648.0-4418, zwei Zwergsterne im Planetarischen Nebel Henize 2-428, der Rote Überriese VY Canis Majoris, M31N 2008-12a und der Riesenstern AG Carinae.
Der weniger als zehn Millionen Jahre alte und etwa 650 Lichtjahre entfernte Rote Überriese Beteigeuze könnte nach Ansicht einiger Fachpersonen zweimal explodieren. Er hat die 16 bis 19-fache Masse, zirka den 760-fachen Radius und mehr als die 10.000-fache Leuchtkraft der Sonne. Im Kern verbrennt er Helium und stößt dabei alle 10.000 Jahre so viel Material wie die Sonnenmasse ab. Zudem befindet sich um ihn herum ein Nebel aus abgestoßenem Material wie Silikaten und Aluminium. Wenn sein Kern explodiert, werden die Trümmer und Gase die statische Außenhülle erreichen und mit ihr kollidieren. Am hellen Tag wird die Explosion auf der Erde gesehen.
Theoretisch kann er jederzeit zum Neutronenstern werden. Dazu liegen unterschiedliche Zeitangaben vor. Ein Team um Meridith Joyce von der Australian National University etwa bemerkte 2020 zum begonnenen Verbrennen von Helium: „Wir könnten etwa 100.000 Jahre vor einer Explosion stehen.“ Forschende um Hideyuki Saio von der japanischen Tohoku Universität in Sendai teilten 2023 mit, Beteigeuze könnte kurz vor der Explosion stehen oder bereits explodiert sein. Ihr Fazit: „Wir kommen zu dem Schluss, dass sich Betelgeuse im Spätstadium des Kernkohlenstoffbrennens befindet und ein guter Kandidat für die nächste galaktische Supernova ist.“
Laut 2002 mitgeteilter Berechnung von Karin Sandstrom könnte das etwa 150 Lichtjahre entfernte Objekt HR 8210 in mehreren hundert Millionen Jahren explodieren. Dave Latham vermutete 2002 einige hundert Millionen Jahre. Jürgen Kummer vertrat 2006 die Position, dass HR 8210 vielleicht in 10.000, aber wohl eher erst in vielen Millionen Jahren mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit als Ia Supernova explodieren wird, und hoffte, HR 8210 werde dann weiter entfernt sein. Gemäß Mitteilung von Michael Rappenglück vom Institut für Interdisziplinäre Studien in Gilching von 2009 vermutete die Mehrzahl der Fachpersonen, dass die Explosion sich in etwa 10.000 bis 1.000.000 Jahren ereignen könnte.
Im Sternbild Achterdeck mästet sich der Zwergstern V 445 Puppis. Forschende um Patrick Woudt von der Universität Kapstadt wiesen 2009 darauf hin, dass Daten des Very Large Teleskops einen Materialstrom vom Begleiter zu Puppis andeuten. Woudt resümierte: „Wir haben es zweifellos mit einem viel versprechenden Kandidaten für eine zukünftige Supernova vom Typ Ia zu tun.“ Beim auf eine Supernova zusteuernden Roten Überriesen Antares erstreckt die Gashülle sich um das bis zu 11,6-Fache des Sterndurchmessers.
Ein Team um Sandro Mereghetti vom Astrophysikalischen Institut in Mailand stellte 2009 auf Grund von Daten des Weltraumobservatoriums XMM-Newton fest, dass der Zwergstern RX J0648.0-4418 mit mindestens 1,2-facher Sonnenmasse Materie vom Gefährten HD 49798 erhält. Bei dem Weißen Zwerg dauert ein Tag wegen der extrem raschen Eigenrotation nur 13 Sekunden. Bei der Zunahme der Masse wird er beim Überschreiten von etwa 1,45 Sonnenmassen kollabieren und als Ia Supernova sterben. Das Feuerwerk in zirka 2.000 Lichtjahre Entfernung wird vermutlich so hell wie der Vollmond sein. Der 3.840 Lichtjahre entfernte Rote Überriese VY Canis Major im Sternbild Canis Major leuchtet gemäß einer Studie von 2021 eines Teams um Roberta Humphreys von der University of Minnesota schätzungsweise 300.000 Mal heller als die Sonne. Beobachtungsdaten des Hubble-Teleskops signalisieren, dass er periodisch eine Masse ausstößt, die der doppelten Jupitermasse entspricht.
Beim Zwergstern M31N 2008-12a in der Andromeda-Galaxie fand ein Team um Martin Henze vom Institut de Ciències de l’Espai 2015 beim Auswerten von Archivaufnahmen Hinweise, er könnte Materie vom Begleiter übernehmen. Mindestens einmal jährlich unterbrechen Oberflächenexplosionen den stellaren Kannibalismus. Die Supernova würde heller als die Andromeda-Galaxie leuchten. Der blau leuchtende, variable und zirka 20.000 Lichtjahre entfernte Riesenstern AG Carinae mit 70-facher Sonnenmasse schleudert ständig Material ins Weltall und könnte sich im Endstadium befinden. Ob er morgen oder übermorgen, in 100.000 oder in einer Million Jahre explodieren wird, weiß niemand. Vor zirka 10.000 Jahren stieß er die etwa zehnfache Sonnenmasse aus.
6. Potenzielle Holocaustszenarien
In der Milchstraße könnten Abermilliarden Planeten ohne Stern unterwegs sein. So wurde der vermutlich erd- oder marsgroße Planet OGLE-2016-BLG-1928 von einem anderen Planeten oder Stern aus seinem System katapultiert und wandert seither als schwer auffindbarer Schurkenplanet umher. In der Milchstraße könnte pro Stern mindestens ein vagabundierender Planet mit Jupitergröße unterwegs sein. Andrew Gould vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg vermutete 2020, dass sich fünf bis zehn Mal mehr frei durch die Milchstraße rasende Planeten als Sterne auf einer kosmischen Reise befinden. Laut Schätzung des Astrophysikers Neil deGrasse Tyron vom Florida Institute of Technology von 2021 könnten Milliarden oder vielleicht sogar Billionen frei schwebende Planeten in der Milchstraße unterwegs sein, die seit der Frühphase des Weltalls vermutlich existieren. Dass ein Einzelgänger-Planet sich der Erde einmal nähert, ist aus statistischer Sicht extrem gering. Je länger die Erde aber existiert, desto größer wird die Wahrscheinlichkeit einer Kollision. Bei der Entstehung des Mondes stieß die junge Erde mit einem marsgroßen Objekt zusammen. Dass ein ähnliches Ereignis nochmals passiert, kann nicht ausgeschlossen werden.
Eine mutmaßliche Planetenkollision wurde von einer Forschergruppe um Benjamin Zuckerman in einer Studie von 2011 dargelegt. Demnach könnten beim etwa 50 Lichtjahre entfernten Zwergstern NLTT 43806 zwei felsige Planeten vor weniger als 50 Millionen Jahren kollidiert sein. Danach regneten ungefähr 300 Tonnen Gesteinstrümmer pro Sekunde auf den Stern herab. Der Zusammenstoß verlief vermutlich streifschussartig, da der Zwergstern in den Außenschichten stark mit Aluminium angereicht, jedoch relativ arm an Eisen ist. Er könnte etwa 30 Prozent der Kruste und 70 Prozent der Gesteine aus dem äußeren Mantel des felsigen Planeten an sich gerissen haben. Der erdähnliche Planet könnte drei Prozent der Kruste und sechs Prozent des Mantelgesteins beim Streifschuss verloren haben.
Die Rekonstruktion einer weiteren Planetenkollision um den zirka 300 Millionen Jahre alten Stern ASASSN-21qj veröffentlichte 2023 ein Team um Matthew Kenworthy von der holländischen Universität Leiden. Beim zwei bis 16 Astronomische Einheiten vom Zentralstern entfernten Crash der beiden Exoplaneten mit maximal zehn Erdmassen wurde eine Bewegungsenergiemenge freigesetzt, die ausgereicht hätte, um die zwei Himmelskörper mehrfach zu zerstören. Es entstand zunächst ein Dutzende Mal größeres, glutheißes Objekt, das Strahlung im Infrarotbereich aussandte, und eine Wolke aus Gas, Staub und Trümmerteilchen, die sich im Laufe der Zeit um den Stern verteilte. Zukünftig könnten aus dem glutheißen Großkörper, der von freigesetztem Wasserdampf abgekühlt wird, ein neuer Exoplanet hervorgehen und aus der immensen Trümmerwolke sich Monde um den Planeten bilden.
Auf eine möglicherweise bei einer Kollision weggerissene Planetenatmosphäre wiesen Astronomen um Tatjana Schneiderman vom MIT 2021 hin. In Anbetracht der untypischen Zusammensetzung der Staubscheibe um den 23 Millionen Jahre alten Stern HD 172555 könnte sich vor zirka 200.000 Jahren eine planetare Kollision ereignet haben. Dabei könnte ein ungefähr erdgroßer Planet beim gewaltigen Einschlag eines kleineren Planeten seine Gashülle weitgehend verloren haben. Indiz ist ein Kohlenmonoxid-Ring im Inneren der Staubscheibe, der mit zusammen Trümmern im Abstand von maximal neun Astronomischen Einheiten um den Stern kreist. Er könnte ein Relikt der früheren Planetenatmosphäre sein.
Auch ein größerer Himmelskörper könnte sich einmal der Erde nähern. Gemäß einer Studie von Vadim Bobylev und Anisa Bajkova vom Labor für Galaxiendynamik des Pulkovo Observatoriums in St. Peterburg von 2021 war das Sonnensystem schon von ein paar Sternen-Nah-Begegnungen betroffen. Zukünftig könnten weitere Sterne in astronomischer Nähe vorbeiziehen. Ein potenzieller Kandidat ist der Zwergstern Gliese 710 (HIP 89825) im Sternbild Schlange mit etwa 60 Prozent der Sonnenmasse und einer Entfernung von 62 Lichtjahren. Laut Daten des Gaia-Astrometrie-Satelliten könnte er in 1,32 Millionen Jahren knapp 24 Lichttage von der Sonne entfernt passieren.
Bei der Annäherung wird Gliese 710 an der Oortschen Wolke vorbeifliegen. Ihr äußerer Bereich mit Objekten aus Wassereis und gefrorenen flüchtigen Stoffen wie Methan und Ammoniak ist besonders störanfällig wegen der gravitativen Anziehung der Milchstraße, des Einflusses riesiger Molekülwolken und sich nähernder Sternfelder. Da die Sterne der Milchstraße um ihr Zentrum kreisen, ändert sich ihr Abstand im Laufe der Zeit. Beim Passieren von Gliese 710 werden möglicherweise Brocken aus Gestein und Eis umhergeschleudert, von denen einige als Asteroiden und/oder Kometen auf einer langperiodischen Bahn in Richtung der Sonne unterwegs sein werden.
Die russischen Astronomen bestätigten die Simulation der polnischen Forscher Filip Berski und Piotr Dybczynski von 2016. Sie berechneten auf Basis von Daten der Gaia-Mission, dass Gliese 710 in 1,35 Millionen Jahren mit einer Distanz von 13.365 Astronomischen Einheiten passieren werde. Ungefähr eine Million Jahre später könnte ein Schauer von zirka einem Dutzend Kometen pro Jahr die innere Region des Sonnensystems erreichen. Je nach Flugbahn könnten einige Kometen eine Gefahr für die Menschen und ihre Infrastruktur sein.
Coryn Bailer-Jones vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg ermittelte 2017 auf Basis von Gaia-Daten,dass ungefähr 19 bis 24 Sterne sich der Sonne in einer Million Jahre bis zu 3,26 Lichtjahre nähern könnten. Innerhalb einer Entfernung von maximal 16,3 Lichtjahren könnten 490 bis 600 Sterne vorbeifliegen. Bei den Passagen könnten Brocken aus dem Außenbereich des Sonnensystems in Richtung Erde gelenkt werden und auf ihr einschlagen.
2005 wurde ein Stern in der äußeren Milchstraße registriert, der mit einer Fluchtgeschwindigkeit von 2,4 Millionen Stundenkilometern davonrast. Das immense Tempo des Ausreißers mit der Bezeichnung SDSS J090745.0+24507 signalisiert, dass er einmal zu einem Doppel-Stern-System gehörte. Bei der Annäherung ans zentrale Schwarze Loch wurden beide beschleunigt und getrennt. Der eine geriet auf eine Umlaufbahn, der andere wurde abgestoßen und bewegt sich so schnell, dass er irgendwann die Milchstraße verlassen könnte.
Etwas Ähnliches könnte beim massereichen und auffallend heißen Ausreißer HE 437-5439 im südlichen Sternbild Schwertfisch passiert sein, der mit 2,6 Millionen Stundenkilometern und damit schneller als die Sterne nach der Entstehung unterwegs ist. Für die Strecke von Hamburg nach München würde er eine Sekunde benötigen. Hätte die Sonne seine Dichte, wäre sie auf drei Kilometer komprimiert. Der Ausreißer wurde vermutlich von einem Schwarzen Loch aus der Großen Magellanschen Wolke katapultiert. Zuvor könnte er zu einem Doppel-Stern-System gehört haben, von dem einer einverleibt und der andere auf die Reise durch den Halo der Milchstraße gesandt wurde. Erklärungsbedürftig in diesem Zusammenhang ist unter anderem, wie das mit zwei Millionen Stundenkilometern in der äußeren Milchstraße rasende Doppel-Stern-System PB3877 zu einem Hochgeschwindigkeits-Duo wurde.
Durch den Nachweis von 591 hyperschnellen Sternen in der Milchstraße nahm die Anzahl der 2020 bekannten Rasersterne auf über 1.000 zu. Laut Fachpersonen um Yinbi Li vom Nationalen Astronomischen Observatorium in Peking könnte es sich bei den hyperschnellen Objekten überwiegend um explodierte Sterne, Doppel-Sterne und Blaue Riesen aus verschiedenen Regionen der Milchstraße handeln. 30 Prozent könnten extragalaktischer Herkunft sein. Viele der galaktischen Vagabunden wurden bei einer Supernova eines Doppel-Stern-Systems oder durch ein Schwarzes Loch zu mit Hunderten Kilometern pro Sekunde rasenden Hyperschnellläufern. Mit 850 Sekundenkilometern durchquert LP 40-365 die Milchstraße.
Was bei der Annäherung eines Weißen Zwergs im Sonnensystem passieren könnte, wurde in Grundzügen von Michael Shara 2003 skizziert. Ein mit über 600 Kilometern pro Sekunde rasender Zwergstern würde Materie von der Sonne ansaugen, wodurch sie birnenförmig verzerrt wird. Beim Durchdringen entstünde eine Stoßwelle, welche die Sonne zusammendrücken und so stark erhitzen würde, dass auch Fusionen außerhalb des Zentrums zünden. Die völlig überhitzte Sonne gäbe in einer Stunde so viel Energie wie zuvor in 100 Millionen Jahren ab. Wegen des aufgebauten Drucks würden die Gase so schnell austreten, dass sie das Sonnensystem teilweise verlassen. Zuletzt würde die Sonne als thermonukleare Bombe explodieren. Nur ein Gasnebel bliebe zurück. Der Zwergstern würde nahezu unbeschadet die kosmische Reise fortsetzen. Das Wasser auf der Erde wäre verdampft, die Atmosphäre zerstört.
Supernovae sind kosmische Zeitbomben, die bei geringer Entfernung die irdische Lebenswelt komplett auslöschen. Diverse Zahlenangaben liegen zum Abstand einer tödlichen Supernova vor. Gemäß einer Studie von 2018 von Hans-Thomas Janka vom Max-Planck-Institut für Astrophysik könnte eine Supernova innerhalb von 300 Lichtjahren problematisch und innerhalb von 100 Lichtjahren wegen der zerstörten Ozonschicht kritisch sein. Laut Berechnungen von Brian Thomas und Alexander Yelland von der Washburn University in Topeka von 2023 könnte der kritische Abstand einer für die Biosphäre tödlichen Supernova etwa 65 Lichtjahre betragen. Anton Wallner ging 2023 davon aus, dass es bei einer Supernova in einer Entfernung von bis zu 30 Lichtjahren wegen der verheerenden Auswirkungen „richtig ungemütlich“ wird, da sie die Biosphäre verändert und ein Massensterben verursacht.
Eine Supernova innerhalb von 65 Lichtjahren, wie sie beim Massenaussterben vor 359 Millionen Jahren an der Devon-Karbon-Grenze beteiligt gewesen sein könnte, ereignet sich gemäß einer 2020 publizierten Studie eines Teams um Brian Fields von der University of Illinois in Urbana-Champaign schätzungsweise vier Mal in einer Milliarde Jahren. Bei einer weniger als 25 Lichtjahre entfernten Supernova wäre die Lebenswelt schlagartig ausgelöscht und die Erde sterilisiert. Wie gewaltig die Supernova eines Riesensterns ist, zeigt sich darin, dass nur zirka ein Prozent der freigesetzten Energiemenge ins Licht gelangt, das eine Galaxie komplett überstrahlt. 99 Prozent der ausgestoßenen Energie fließen in eine Flut von Neutrinos.
Neutronensterne besitzen das stärkste Magnetfeld im Universum. Nicht rotierende haben etwa 1,2 bis 2,16 Sonnenmassen, rotierende bis ein Fünftel mehr. Ihr Durchmesser beträgt nur bis zu 27 Kilometer. Zu den schwersten Neutronensternen in der Milchstraße gehört PSR J0952-0607 mit 2,35 Sonnenmassen und einer Entfernung von mindestens 3.000 Lichtjahren. Einen Teil seiner enormen Masse verleibte er sich vermutlich von einem Begleitstern ein. Auf der Erde würde ein Teelöffel mit seiner extrem dichten Materie Hunderte von Millionen Tonnen wiegen. So genannte Magnetare generieren so starke Magnetfelder, dass sie einem Tausende von Kilometern entfernten Menschen das Eisen aus den Roten Blutkörperchen zögen.
Neutronensterne entstehen aus Sternen mit 8- bis zirka 15-facher Sonnenmasse, wenn sie den Brennstoff verbraucht haben, durch die Schwerkrafteinwirkung kollabieren, Material der Hülle nach außen schleudern und als Supernova explodieren. Ist die ausgesandte Radiostrahlung auf die Erde gerichtet, zeigt sich ein Aufblitzen. Am 17. August 2017 wurden Gravitationswellen nachgewiesen, die bei der Kollision von zwei Neutronensternen mit 1,1- bis 1,6-facher Sonnenmasse in der Region der 130 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC4993 entstanden. Zuvor wurden Gravitationswellen bei zwei kollidierenden Schwarzen Löchern registriert. Zur Bedeutung der Gravitationswellen bei der Erforschung des Universums bemerkte 2020 die Kosmologin Lavinia Heisenberg, ausgezeichnet mit dem Latsis-Preis der ETH Zürich: „Das ist so, als ob wir bis anhin völlig blind im Dunkeln tappten, und nun können wir die Welt wirklich in all ihren Farben sehen.“
Außer den Gravitationswellen wurden Elemente wie Platin und Gold und ein Strahl intensiver Gammastrahlen registriert. Ob nach dem Crash ein größerer Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch vorlag, blieb offen. Später wurde vermutet, dass beim Verschmelzen relativ kleiner Neutronensterne ein stellares Schwarzes Loch entstehen könnte, wenn ihr Inneres quasi weich und elastisch ist. Ist es steifer, bilden die kollabierenden einen großen, rasch rotierenden Neutronenstern, der dem gravitativen Kollaps entgeht. Experimente in Teilchenbeschleunigern von 2019 legten nahe, dass schwere chemische Elemente bei kollidierenden Neutronensternen bei einer Extremhitze von 800 Milliarden Grad Celsius entstehen.
Gammastrahlenausbrüche bzw. Gammablitze sind kurzzeitige hochenergetische Feuerwerke, die sich mit Lichtgeschwindigkeit im gesamten Universum ausbreiten und etwa mit dem Fermi-Teleskop nachgewiesen werden können. Wo sie ausgesandt werden, kann nur vage festgestellt werden. Danach erfolgt ein mehrtägiges Nachglühen mit sichtbarem Licht, Infrarot-, Radio- und Röntgenwellen. Beim Entstehen von Gammastrahlung könnte das Magnetfeld billiardenfach verstärkt werden. Ein solches Ereignis findet mehr als einmal täglich im Weltall statt. Falls es die Erde aus astronomischer Nähe trifft, wäre sie sterilisiert.
Beim ersten erdgeschichtlichen Massenaussterben im ausgehenden Ordovizium vor zirka 443 Millionen Jahren wird diskutiert, ob extrem starke Gammastrahlung oder eine Supernova eine Rolle gespielt haben könnte. In ordovizischen Sedimenten erhöht die Todesrate sich vor allem bei Meeresbewohnern in geringer Wassertiefe. Das Sterben betraf unter anderem die Brachiopoden, Conodonten, Graptolithen, Moostierchen und Trilobiten. Bis zu 80 Prozent der marinen Arten erlitten heftige Verluste. Bohrkerne aus verschiedenen Regionen weisen in der ersten Hauptphase auf einen bis zu 140 Meter niedrigeren Meeresspiegel auf Grund von Gletscherbildungen auf dem Südkontinent Gondwana hin.
Fachpersonen der Astrophysik und Astronomie wie Adrian Melott und Bruce Lieberman halten einen Gammablitz als Co-Faktor des Artenschwundes für möglich. Bei geringem Abstand könnte er die Ozonschicht zerstört und in der Atmosphäre Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle gespalten haben. Von den auf Grund der hohen UV-Strahlenbelastung entstehenden giftigen Stickoxiden wären besonders die oberen Meeresorganismen betroffen gewesen. Laut Rul Jimenez und Tsvi Piran geben starke Gammablitze so viel Energie ab, wie die Sonne in der Gesamtdauer ihrer Existenz freisetzt. 2008 wurde mit Hilfe des Nasa-Satelliten Swift ein Gammastrahlenausbruch entdeckt, der 2,5 Millionen Mal heller als die stärkste bekannte Supernova war. Ein auf die Erde gerichteter, starker Gammablitz könnte die Schutzwirkung der Ozonschicht mindestens einen Monat um 90 Prozent reduzieren. Dass ein Gammablitz die Erde in der Vergangenheit attackierte, sei mit über 90-prozentiger Wahrscheinlichkeit anzunehmen.
Völlig überrascht waren die Fachpersonen der Astronomie, dass der Gammastrahlenausbruch GRB221009A aus zwei Milliarden Lichtjahren Entfernung am 9. Oktober 2022 die Ionosphäre der Erde im unteren und oberen Bereich nachweisbar veränderte. Sowohl wenige Dutzend Kilometer über der Erdoberfläche als auch in 500 Kilometer Höhe waren messbare Störungen feststellbar. Der Einstrom hochenergetischer Strahlung der kosmischen Explosion verursachte gemäß einer 2023 veröffentlichten Studie eines Teams um Mirko Piersanti von der Universität von L’Aquila in Italien eine plötzliche Erhöhung der Ionisierung der oberen Atmosphärenschicht. Dadurch kann das stratosphärische Ozon global abgebaut werden. Zudem können im elektrischen Feld der Ionosphäre starke Veränderungen ausgelöst werden, die sich unter anderem auf die Zeitspanne von GPS-Signalen auswirken.
Im Zentrum fast aller Galaxien befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch mit verschiedener Größe und einer extremen Anziehungskraft, die Raum und Zeit krümmt. Sogar das Licht kann sich der Gravitation nicht entziehen, so dass die Schwarzen Löcher nicht sichtbar sind. Um sie aufzuspüren, wird nach gravitativen Auswirkungen auf Sterne in ihrer Nähe und der Strahlung ihrer umgebenden Akkretionsscheiben Ausschau gehalten.
Ein relativ schweres Exemplar mit 21 Milliarden Sonnenmassen befindet sich in der Riesengalaxie NGC 4889. Über 30 Milliarden Mal schwerer als die Sonne ist das Schwarze Loch der Galaxie Abell 1201 BCG. Zirka 40 Milliarden Sonnenmassen könnten die Schwarzen Löcher IC 1101 im Galaxienhaufen Abell 2029 und in der Galaxie Holm 15A aufweisen. Der Quasar TON 618 könnte ein Schwarzes Loch mit bis zu 66 Milliarden Sonnenmassen enthalten. Über 500 Billionen Mal heller als die Sonne leuchtet der über zwölf Milliarden Lichtjahre entfernte und 17 Milliarden Sonnenmassen schwere Quasar J0529-4351, der pro Tag etwa die Sonnenmasse konsumiert. Der Durchmesser seiner um den Ereignishorizont kreisenden leuchtstarken Akkretionsscheibe, innerhalb derer dem Schwarzen Loch nichts entkommt, erstreckt sich über sieben Lichtjahre. Quasare sind die Zentren extrem weit entfernter, aktiver und heller Galaxien, deren supermassereiches Schwarze Loch gewaltige Materialmengen verzehrt. Im Kosmos sind bisher eine Million Quasar katalogisiert.
Ein relativ leichtes Schwarzes Loch mit zirka 50.000 Sonnenmassen besitzt die Galaxie RGG 118. Das ungefähr 26.500 Lichtjahre von der Erde entfernte supermassereiche Schwarze Loch Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße verfügt über 4,3 Millionen Sonnenmassen. Um es herum rasen Sterne mit bis zu 16 Millionen Stundenkilometern. Überraschenderweise halten sich viele junge Sterne in der Nähe des Milchstraßenzentrums auf.
Wann und wie die ersten Schwarzen Löcher entstanden sind, wird noch genauer erforscht. So wurde vorgeschlagen, dass sie sich im frühen Universum durch Kollaps gigantischer rotierender Gaswolken gebildet haben, ohne zuvor ein Stern zu sein. In einer Studie von 2023 legten Fachpersonen um Rebecca Larson von der University of Texas at Austin dar, dass das zentrale Schwarze Loch der massereichen und hochgradig sternenbildenden Galaxie CEERS 1019 bereits 570 Millionen Jahre nach dem Urknall mit einigen Millionen Sonnenmassen existierte. Woher es damals die etwa doppelte Masse von Sagittarius A* bezog, ist noch offen. Die Galaxie GN-z11 und ihr hyperaktives Schwarzes Loch mit einer Million Sonnenmassen existierten sogar 400 Millionen Jahre nach dem Urknall.
Laut Forschern um Eduardo Bañados von der Carnegie Institution for Science hat das mit den 6,5-Meter-Magellan-Teleskopen in Chile entdeckte Schwarze Loch J1342+0928 eine Rotverschiebung von 7,54, was einem Alter von zirka 13,01 Milliarden Jahren entspricht. Es setzt pro Sekunde schätzungsweise so viel Energie wie 40 Billionen Sonnen frei.Wie es mit einer hellen Materialscheibe und seine Galaxie mit vielen schweren Elementen entstanden, bedarf ebenfalls noch einer Erklärung. Der Quasar J0313-1806 mit 1,6 Milliarden Sonnenmassen lag weniger als 700 Millionen Jahre nach dem Urknall vor.
Ein Team um Mark Dickinson vom National Optical Astronomy Observartory in Tucson leitete 2007 aus Beobachtungsdaten ab, dass die zentralen Schwarzen Löcher zeitgleich mit den umgebenden Galaxien entstanden sein könnten, da ihre Masse in der Regel proportional zur Masse der Galaxie ist. Die exakte Erklärung der Korrelation fehlt noch. Dickinson räumte ein: „Wir wissen, dass eine Beziehung besteht zwischen den Schwarzen Löchern und ihren Galaxien, aber wir wissen nicht, wie sie zu Stande kommt.“
Einige Fachpersonen gehen davon aus, dass die nicht sichtbare Dunkle Materie, die in fast allen Galaxien vorkommt und deren gigantische Anziehungskraft unter anderem die Sterne vor dem Verlassen der rotierenden Galaxien bewahrt, die frühen Schwarzen Löcher sein könnten. Dem Astronomen Bernard Carr von der Queen Mary University of London zufolge könnte die Dunkle Materie sich der direkten Beobachtung entziehen, da sie in den anfänglichen Schwarzen Löchern vorliegt.
Die Erklärung der Entstehung der ersten supermassereichen Schwarzen Löcher gehört zu den schwierigsten Themen der Kosmologie, da ihre Bildung vor dem Hintergrund des bisher vorhandenen Wissens sehr viel Ausgangsmaterial und Zeit benötigt. Laut einer Hypothese könnten die primordialen Schwarzen Löcher aus miteinander verschmolzenen ersten Sternen entstanden sein, die dadurch massereicher wurden. Die ersten Sterne existierten vermutlich ab 180 Millionen Jahre nach dem Urknall. In der Galaxie Gn-z11 gab es die ältesten Sterne 400 Millionen Jahre nach dem Urknall. Die Hauptphase der Sternbildung begann zirka 150 Millionen Jahre danach. Der Erklärungsversuch hat das Problem, dass die Masse von Sternen begrenzt ist. Sie können nicht beliebig massereicher werden und dabei stabil bleiben.
Einer von einem Team um Carlos Argüelles 2021 vorgeschlagenen Hypothese zufolge könnten die primordialen Schwarzen Löcher durch die Schwerkraft des Dunkle-Materie-Halos im Galaxienzentrum entstanden und dabei unter der eigenen Gravitation kollabiert sein. Der Halo ist die kugelförmige, vor allem aus Plasma und Dunkler Materie bestehende Region um die Hauptebene einer Galaxie. Gemäß der Hypothese kollabierte der Kern des Halos wegen seiner Masse. Es entstand ein primordiales Schwarzes Loch mit Hunderten Sonnenmassen ohne stellare Vorläufer in relativ kurzer Zeit.
Vermutlich begannen die frühen supermassereichen Schwarzen Löcher schon kurz nach ihrer Entstehung mit dem Verschlingen von Materie. Später kamen Zwerggalaxien hinzu. Ein Indiz könnten die „hellen Flecken“ im Bereich von Infrarotlicht und der Röntgenstrahlung auf der Himmelkarte früher Sterne sein. Liegt ein zentrales Schwarzes Loch vor, wächst es so lange, wie es Licht, Gase, Staub, stellare Objekte und anderes Material erhält. Die heutigen Exemplare verschlingen etwa so viel elektromagnetische Strahlung, Gase, Staub, Trümmer, Monde, Planeten, Sterne und anderes Material, dass sie bis zu zehn Mal schneller als die Sterne ihrer Galaxie wachsen. Es trifft besonders bei sternreichen Galaxien zu.
Das massive Schwarze Loch des Quasars SMSS J2157 weist 34 Milliarden Sonnenmassen auf und verschlingt täglich die Materiemenge der Sonne. Daher zählt der Quasar laut einer Studie eines Teams um Christopher Onken von der Australian National University von 2020 zu den am schnellsten wachsenden und leuchtkräftigsten bekannten. Ein 2022 entdecktes Schwaches Loch mit drei Milliarden Sonnenmassen konsumiert pro Sekunde etwa das Äquivalent der Erde. Im Galaxienhaufen MS 0735.6+7421 hat ein Schwarzes Loch die Gas- und Materialmenge von Millionen Sonnen aufgenommen. Einen Stern mit der dreifachen Sonnenmasse zerriss laut einer 2023 vorgestellten Auswertung von Forschenden um Jon Miller von der University of Michigan ein 290 Millionen Lichtjahre entferntes zentrales Schwarzes Loch.
In der 191 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 7052 im Sternbild Fuchs verleibt ein supermassereiches Schwarzes Loch sich eine über zirka 3.700 Lichtjahre erstreckende Staubscheibe ein. Teilweise wird das Konsumierte wieder abgestoßen. Energiereiche Strahlenbündel verraten die Aktivität. Einer 2004 publizierten Studie von Brian McNamara zufolge wirkt die Gravitation sich auf ein Umfeld mit der etwa 600-fachen Ausdehnung der Milchstraße aus. Kurioserweise könnte ein hungriges Schwarzes Loch in Abermilliarden Jahren wegen der Hawking-Strahlung so viel Materie verlieren, dass es nicht mehr existiert.
Ein Team um Suvi Gezari von der Johns Hopkins University in Baltimore verfolgte von Mai 2010 bis September 2011, wie vermutlich ein Roter Riese, der zuvor seine äußere Hülle durch die Gravitation eines Schwarzen Lochs mit ähnlicher Masse wie Sagittarius A* teilweise verloren hatte, durch die Gezeitenkräfte zerfetzt und die Trümmer verschlungen wurden. Die Beobachtungsdaten im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich signalisierten, dass der dem zentralen Schwarzen Loch zu nahe gekommene Riese die Gase teilweise aus der Umlaufbahn schleuderte. Der übrige, größtenteils aus Helium bestehende Sternenrest wurde beim Einsaugen durch die Reibung bis zum Glühen erhitzt und verschwand unwiederbringlich.
In einer fast vier Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie im Sternbild Drache wurde 2011 ein gebündelter Teilchenstrahl, den ein Schwarzes Loch mit zirka acht Millionen Sonnenmassen in Richtung der Erde abgab, genauer untersucht. Offenbar wurde der Jet mit über 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit weggeschleudert. Beim Einsaugen eines Sterns war eine Strahlung zu sehen, deren Leuchtkraft die umgebenden Sterne übertraf. Röntgenstrahlung wurde in der Nähe des Schwarzen Lochs ausgesandt. Radiowellen traten auf, wenn der Jet auf interstellare Materie traf.
Ab Dezember 2014 beobachtete ein Team um Sjoert van Velzen von der Johns Hopkins University, wie ein sonnenähnlicher Stern von einem supermassereichen Schwarzen Loch mit einer Million Sonnenmassen in einer 300 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie angezogen, zerrissen und verschlungen wurde. Der Stern wurde zuerst aus der Bahn geworfen, dann zermalmt und einverleibt. Es gelang, die Strahlenausbrüche im Bereich des sichtbaren Lichts, die Röntgenstrahlen und Radiowellen sowie die Bildung eines Plamajets zu analysieren. Offenbar waren die Sternentrümmer beim Schwarzen Loch einer extremen Hitze ausgesetzt. Ein kegelförmiger Jet aus beschleunigten Teilchen verließ es nahezu mit Lichtgeschwindigkeit.
Im Juni 2015 wurde ein kosmisches Feuerwerk in der weit entfernten Galaxie ASASSN-15lh entdeckt, das 570 Milliarden Mal heller als die Sonne und doppelt so hell wie alle bis zu diesem Zeitpunkt bekannten Supernovae strahlte. Eventuell wurde ein Stern von einem Schwarzen Loch mit über 100 Millionen Sonnenmassen zerrissen und konsumiert oder es ereignete sich die bisher hellste registrierte Supernova.
In Abhängigkeit von der Umlaufbahn des sich nähernden Objekts kann die Materialaufnahme in bestimmten zeitlichen Abständen erfolgen. So wiesen Forschende um Phil Evans von der University of Leicester (UK) 2023 auf quasi-periodische Ausbrüche von Röntgenstrahlen im Zyklus von Stunden, Tagen oder Wochen hin. So verliert ein Stern mit sonnenähnlicher Größe alle 25 Tage etwa die dreifache Erdmasse aus seiner Hülle, wenn er an einem 500 Millionen Lichtjahre entfernten zentralen Schwarzen Loch vorbeifliegt. Danach lässt seine exzentrische Umlaufbahn ihn in 25 Tagen erneut den hungrigen Schwerkraftgiganten passieren. Die bis zu zehntägige Materialaufnahme ist von einem gewaltigen Ausbruch von Röntgenstrahlen begleitet. Ein anderes Schwarzes Loch konsumiert alle neun Stunden einen kleinen Teil eines Weißen Zwergs. Wieder ein anderes übernimmt alle 114 Tage Material von einem massereichen Stern.
Die Aufnahme von Material in einem Schwarzen Loch verläuft turbulent. Bei der Annäherung eines Sterns, Planeten oder anderen Objekts findet zunächst eine Beschleunig statt. Dann wird es aufgeheizt und zerrissen. Auf eine gigantische Anziehungskraft verweisen immense Gezeitenkräfte, Gasfontänen und hochenergetische Strahlenausbrüche. Mittels Computersimulation wurde auf Basis der komplexen Wechselwirkung zwischen den starken Magnetfeldern und der Gravitation am Ereignishorizont festgestellt, dass die Energie quasi aus der einverleibten Materie herausgequetscht wird. Zuletzt bewirken relativistische Effekte sich aufschaukelnde Störungen bei der Dichte, Geschwindigkeit und magnetischen Feldstärke.
Wie gewaltig die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs ist, zeigte sich in der Galaxie M87. Als der Kugelsternhaufen HVGC-1 ihm zu nahe kam, wurde er mit über drei Millionen Stundenkilometern weggeschleudert. Mehr als 10.000 Sterne wurden katapultartig davongejagt. In der Galaxie könnten zwei zentrale Schwarze Löcher platziert sein.
Dylan Nelson vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching wies in einer Studie von 2018 darauf hin, dass die supermassereichen Schwarzen Löcher die einzigen Kandidaten zum Abwürgen der Sternentstehung sind. Ihre Auswürfe könnten bis zu zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreichen und so die Bildung neuer Sterne blockieren. In ihrer Nähe ist die Hitze so gewaltig, dass die Sternbildung stark eingeschränkt ist. Demnach könnten relativ kleine Schwarze Löcher die Bildung von milliardenfach größeren Sternsystemen stören. Im Blaulicht junger Sterne hell leuchtenden Galaxien könnten auf dem Friedhof alter Galaxien landen. In anderen Galaxien könnte die von ihnen ausgesandte heiße Gasblase die Sternbildung fördern. Zukünftig wird erforscht, ob durch Verschmelzen zweier Schwerkraftexemplare ein Superschwerkraftgigant mit bis zu 270 Milliarden Sonnenmassen entstehen könnte.
Außer den supermassiven Schwerkraftmonstern gibt es Abermilliarden stellare Schwarze Löcher mit maximal einigen Dutzend Sonnenmassen. Sie entstehen bei Supernovae großer Sterne und verraten sich bei der Aufnahme von Material. Ein kleines Exemplar in der Milchstraße ist das 1.500 Lichtjahre entfernte Dunkle Einhorn mit knapp drei Sonnenmassen. Seine Gravitation ist aber noch so stark, dass der Rote Riese V723 Monoceros in seiner Nähe deformiert ist. Zu den großen stellaren Schwarzen Löcher gehört GW150914 mit 25 Sonnenmassen. Wie das 1.500 Lichtjahre entfernte Schwarze Loch LB-1 zu zirka 70 Sonnenmassen kam, bedarf noch weiterer Forschung und führt eventuell zu einem neuen Erklärungsmodell.
Mit dem europäisch-amerikanischen Satelliten Swift 2005 kann die Entstehung eines Schwarzen Lochs verfolgt werden. Dabei wurde das optische Nachglühen eines etwa 50 Millisekunden dauernden Gammastrahlenausbruches eingefangen, der vermutlich beim Kollidieren von zwei Neutronensternen bis zu 2,6 Milliarden Lichtjahre entfernt ausgesandt wurde. Vor dem Zusammenstoß wurde der kleinere Partner zerfetzt. Sein Material sammelte sich als rasch rotierende Scheibe um den größeren. Dieser implodierte auf Grund des zusätzlichen Gewichts, und ein stellares Schwarze Loch blieb zurück.
In der Milchstraße kollidieren immer wieder Sterne mit mehrfacher Sonnenmasse, so dass die Anzahl Schwarzer Löcher zunimmt. Im statistischen Durchschnitt könnte nach heutiger Lehre in der Milchstraße ein Exemplar pro Jahrhundert hinzukommen. Einer 2005 publizierten Studie von Jean-Pierre Maillard zufolge könnte die Milchstraße bis zu 100 Millionen stellare Schwarze Löcher beherbergen, die jede Sekunde etwa so viel Material wie die Erdmasse verschlingen. Tomoharu Oka von der japanischen Keio Universität bestätigte 2016, dass in der Milchstraße 100 Millionen stellare Schwarze Löcher unterwegs sein könnten. Bei großzügiger Schätzung könnten es sogar knapp eine Milliarde Exemplare sein.
Eine dichte Ansammlung stellarer Schwarzer Löcher findet sich um Sagittarius A*. Laut einer Hochrechnung eines Forscherteams um den Astrophysiker Charles Hailey von der Columbia University in New York von 2018 könnten sich in der Zentralregion der Milchstraße 10.000 stellare Schwarze Löcher solo und 300 bis 500 mit einem anderen Objekt assoziierte aufhalten. Dies legten niederenergetische Emissionsspektren nahe. Frühere Studien gingen von zirka 20.000 stellaren Schwarzen Löchern im Nahbereich von Sagittarius A* aus. Die dort ansässigen Sterne sind nur wenige Lichtjahre voneinander entfernt und richten in den eventuell vorhandenen Planetensystemen heftige Verwüstungen an.
Relativ selten kommen die so genannten intermediären Schwarze Löcher vor. Sie haben mehr Masse als die stellaren und weniger Masse als die zentralen Schwarzen Löcher. Laut Analyse von Röntgenemissionen von 108 Galaxien mit sehr dichten Sternhaufen könnten intermediäre Schwarze Löcher entstehen, wenn stellare Schwarze Löcher massereiche Sternhaufen anziehen, zerreißen und ihre Materie aufnehmen. Fachpersonen um Vivienne Baldassare von der Washington State University kamen zu diesem Ergebnis bei der Auswertung von Aufnahmen des Chandra-Röntgenobervatoriums und teilten den Erklärungsansatz 2022 mit.
Ein Jahr danach veröffentlichte ein Team um Manuel Arca Sedda vom Gran Sasso Institute in L’Aquila in Italien ausführliche Computersimulation zur möglichen Entstehung intermediärer Schwarzer Löcher mit 1.000 bis 10.000 Sonnenmassen in jungen, dicht besiedelten Sternhaufen mit einem Doppelsternhaufen-Anteil wie in der Milchstraße von zehn bis 30 Prozent. Dabei ergab sich eine turbulente Phase, in der Schwarze Löcher mittlerer Masse durch intensiven Austausch mit stellaren Schwarzen Löchern und Sternen entstanden und innerhalb von einigen hundert Millionen Jahren aus ihrem Sternhaufen ausgestoßen worden. Beim Vergrößern der Masse spielte die Dichte der Umgebung eine ausschlaggebende Rolle.
2010 wies Marianne Heida von der Universität Utrecht auf ein supermassereiches Schwarzes Loch mit über einer Milliarde Sonnenmassen hin, das vermutlich von einem anderen aus dem Zentrum seiner Galaxie hinausgeschleudert wurde. Ein weiteres könnte in der Galaxie CID-42 mit 4,68 Millionen Stundenkilometern unterwegs sein. Die Reise begann vermutlich nach der Kollision zweier Galaxien mit jeweils einem zentralen Schwarzen Loch. Beim Zusammenstoß Schwarzer Löcher mit verschiedener Masse und Rotationsgeschwindigkeit können beide sich vereinigen oder getrennt bleiben. Eins bleibt im Zentrum und das andere vagabundiert.
Mittlerweile wurden einige supermassereiche Schwarze Löcher auf kosmischer Wanderschaft festgestellt. Ein Team um Dacheng Lin von der University of New Hampshire entdeckte 2016 in der 4,5 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie GJ1417+52 ein Schwarzes Loch mit mindestens 100.000 Sonnenmassen, das zehn Mal mehr Röntgenstrahlung als die anderen Vagabunden ausstrahlt. Es könnte ein Schwarzes Loch aus dem Zentrum einer Zwerggalaxie sein und seit der Kollision seiner Heimatgalaxie mit der größeren elliptischen Galaxie GJ1417+52 mit einer Hülle aus Reststernen unterwegs sein. Nähert sich ihm ein Stern, kann auf der Erde ein mehrmaliges Aufleuchten von Röntgenstrahlen beobachtet werden.
Das zwei Milliarden Lichtjahre entfernte supermassereiche Schwarze Loch B3 1715+425 rast mit 2.000 Kilometern pro Sekunde durch einen Galaxienhaufen. Es ist umgeben von zerrissenen Sternen, Staub und Gas. Laut einer 2016 veröffentlichten Studie von Forschern um James Condon vom National Radio Astronomy Oberservatory in Charlottesville handelt es sich bei der Ansammlung von Trümmern und dem hinterhergezogenen Material um eine Restscheibe mit 3.000 Lichtjahren Durchmesser, die bei dem Schwarzen Loch zurückblieb, als eine andere Galaxie mit Hochgeschwindigkeit seine Galaxie durchquerte.
Das 6.000 Lichtjahre entfernte Schwarze Loch XTE J1118+480 könnte durch starke Wechselwirkung mit stellaren Objekten aus dem Zentrum eines Kugelsternhaufens geschleudert worden sein. Bei seiner Wanderung in der äußeren Milchstraße könnte es einen massearmen Stern eingefangen haben, der es umkreist und mit Material versorgt. Fachpersonen um Pieter van Dokkum von der Yale University vermuteten 2023, dass in einer 7,6 Milliarden Lichtjahre entfernten Region zwei Galaxienverschmelzungen stattgefunden haben könnten. Die erste ereignete sich vor 50 Millionen Jahren und vereinigte die beiden zentralen Schwarzen Löcher zu einem sich umkreisenden Paar. Als ein drittes Schwarzes Loch mit etwa 20 Millionen Sonnenmassen bei der zweiten Kollision vor 39 Millionen Jahren hinzukam, wurde eins hinauskatapultiert. Seither ist es mit 1.600 Kilometern pro Sekunde unterwegs und zieht hinter sich einen Schweif aus Sternen und Gas her, der mit einer Länge von ungefähr 200.000 Lichtjahren bis zur früheren Start-Galaxie reicht.
Die Astrophysiker Abraham Loeb von der Harvard University in Cambridge (USA) und Ryan O’Leary ermittelten 2009 bei einer Simulation, dass in der äußeren Milchstraße sich Hunderte Schwarze Löcher mit 1.000- bis 100.000-facher Sonnenmasse zusammen mit einer Ansammlung von alten Sternen aufhalten könnten. Sie entstanden vermutlich, als miteinander kollidierende und sich vereinigende Zwerggalaxien die Milchstraße bildeten.
Ein weiteres Beispiel ist V616 Monocerotis im 3.500 Lichtjahre entfernten Sternbild Einhorn. Die Erde ist ihm etwa siebeneinhalb Mal näher als Sagittarius A*. Ein anderes ist laut japanischen Astronomen um Masaya Yamada im 10.000 Lichtjahre entfernten Supernova-Überrest W44 unterwegs. Hinter ihm befindet sich eine Ansammlung von verdichtetem Gas. Teilweise hat es das Gas bereits aufgesaugt.
In und außerhalb der Milchstraße rasen Schwarze Löcher. Die Vagabunden sind mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4.000 Sekundenkilometern auf Reise und übernehmen bei Gelegenheit Objekte wie Sterne, Braune Zwerge und Planeten aus der Umgebung oder verändern deren Bahn. Manche werden wegen der extremen Fluchtgeschwindigkeit ihre Galaxie zukünftig verlassen. Im Kosmos könnten laut einer Simulationssoftware-Schätzung bis zu 40 Trillionen vagabundierende Schwerkraftmonster existieren. Dazu kamen Fachpersonen um Alex Sicilia von der International School for Advanced Studies in Triest in einer 2022 präsentierten Studie. Zu den relativ nahen Exemplaren zählt das 1.560 Lichtjahre entfernte stellare Schwarze Loch Gaia BH1.
Laut den Teams um Casey Lam von der University of California in Berkeley und um Kailash Sahu vom Space Telescope Science Institute in Baltimore könnte sich ein stellares Schwarzes Loch 5.100 Lichtjahre entfernt (Sahu et al. 2022) bzw. 2.280 bis 6.260 Lichtjahre entfernt von der Erde (Lam et al. 2022) auf Wanderschaft befinden. Von den in der Milchstraße vorkommenden 200 Millionen stellaren Schwarzen Löchern vagabundiert ein Großteil. Ein sehr nahes könnte nach Lam et al. 80 Lichtjahre entfernt sein. 2023 berichteten Forschende um Stefano Torniamenti von der Universität Padua, dass sich zwei oder drei stellare Schwarze Löcher zirka 150 Lichtjahre entfernt im Hyaden-Haufen oder in seiner Nähe befinden bzw. befanden. Bis heute könnten sie die Form des Sternenhaufens beeinflussen. Alternativ könnten sie vor weniger als 150 Millionen Jahren aus der Region ausgestoßen worden sein.
Dass ein mit Hochgeschwindigkeit rasendes Schwarzes Loch sich einmal dem Sonnensystem nähert, liegt nicht im Bereich des Unmöglichen. Das Ereignis mag eine extrem geringe Wahrscheinlichkeit haben. Je länger das Sonnensystem aber existiert, desto größer wird die Wahrscheinlichkeit. Laut einer Mitteilung von Amy Barger von 2005 könnten sich stellare Schwarze Löcher „vor unserer kosmischen Haustür“ aufhalten. Der Hinweis basierte auf Daten von Teleskopen wie Chandra und XMM-Newton. Falls ein Schwerkraftgigant sich einmal der Erde nähert, wird sie entweder in seinen Akkretionsscheiben verschwinden oder ins dunkle und kalte Weltall katapultiert werden. Die Menschen würden vor dem Verschlingen spaghettiartig in die Länge gezogen.
Sam Neill umriss in der TV-Dokumentation „Der Weltraum – die Erde in Gefahr“ 2003 kurz den potenziellen Verlauf bei der Annäherung eines Schwarzen Lochs. Demnach würde es zunächst in die Kometenwolke am Rande des Sonnensystems eintauchen und unzählige Eisbrocken in Richtung der Sonne schleudern. Deren Einschläge wären die Vorboten des bevorstehenden Unheils. Bei der weiteren Annäherung würde die Erde beben und ihre Kruste aufreißen. Glutheiße Gase hinter sich herziehend würde der Eindringling die Erde aufsaugen. Nur er blieb zurück und würde seine zerstörerische Reise fortsetzen.
Schwarze Löcher bergen noch viele Geheimnisse. Nicht wenige Eigenschaften sind anders als bei den Objekten der mesokosmischen Wahrnehmung. So können sie den Raum in ihrer Nähe dehnen oder zusammenquetschen. Die Zeit vergeht so langsam, dass ein Blick in die Zukunft möglich wird. Ihre Rotation zieht die umgebende Raumzeit mit sich. Was hinter den Akkretionsscheiben in ihrem Zentrum passiert, haben sie noch nicht preisgegeben.
Das Weltall ist extrem kalt und voll tödlicher Strahlen. Manche Objekte sind extrem heiß, andere hoch explosiv. Es gibt kosmische Holocaustszenarien, die eine Lebenswelt komplett vernichten und mit technischen Verfahren nicht verhindert werden können. Der friedlich erscheinende Sternenhimmel erweist sich als eine optische Täuschung.
7. Kosmische Zukunftsmodelle
Diverse Hypothesen beschreiben die Zukunft des Universums. Hier eine Auswahl in pointierter Formulierung:
Auf Grund der immer schneller werdenden Expansion des Universums, belegt durch die kosmische Hintergrundstrahlung und Galaxienbewegungen, nehmen die Helligkeit des Weltalls und die Dichte der Sterne kontinuierlich ab. Auch wegen der Zunahme der Entropie laut zweitem Hauptsatz der Thermodynamik unterliegt der Kosmos als abgeschlossenes System einem Prozess, bei dem die Materie sich verdünnt und die Temperatur abnimmt. Dazu bemerkte die Astrophysikerin Katie Mack von der Universität North Carolina 2020: „Die Dinge zerstreuen sich immer mehr, Sterne verblassen, Schwarze Löcher verdunsten und irgendwann hast du ein Universum, das nur ein bisschen kalt, dunkel und leer ist.“
Ähnlich äußerte sich ein Team um Simon Driver von der Universität Western Australia. Auf Grundlage von Beobachtungsdaten von über 200.000 Galaxien folgerte es 2015, die kosmische Energiemenge sei vor zwei Milliarden Jahren ungefähr doppelt so groß wie heute gewesen, der Energieausstoß nähme kontinuierlich ab. Sobald der Wasserstoff für die Kernfusionen verbraucht sei, gehe das helle Zeitalter zu Ende, das Universum werde dunkler und kälter. Ohne Wasserstoff ende die Bildung neuer Sterne wie bereits in der neun Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie ID2299. Durch den gewaltigen Auswurf von kaltem Gas, der jährlich etwa der Menge von 10.000 Sonnen entspricht, sei die Sternbildung dort erloschen.
Laut einer Studie von 2020 von Forschenden um den Kosmologen Yi-Kuan Chiang von der Universität Ohio State hat die kosmische Durchschnittstemperatur sich in den vergangenen elf Milliarden Jahren erhöht. Ursache könnten die Stoßwellen sein, die durch die gravitative Anziehung und Verdichtung der Galaxien entstehen. Bei der Expansion des Universums werde das in ihm verteilte Gas von der Gravitation in die großräumigen Strukturen von Galaxien und Galaxienhaufen verfrachtet. Der Effekt sei so stark, dass zunehmend mehr Gas von den Stoßwellen verdichtet und aufgeheizt wird. Das Universum werde erst kälter und leerer, wenn die durch die Gravitation entstandene Hitze beim Zusammenballen von Materie zu Sternen, Galaxien und Galaxienclustern nicht mehr vorliegt. Solange neue Sterne und Galaxien noch entstehen und miteinander verschmelzen, erkalte das Weltall nicht.
Bereits Isaac Newton überlegte, ob die interplanetaren Wechselwirkungen langfristig zu einer Instabilität des Sonnensystems führen werden. Gemäß 2020 veröffentlichten Simulationen eines Teams um den Astrophysiker Jon Zink von der Universität California in Los Angeles, die mit Vorsicht zu betrachten sind, könnte die Sonne, nachdem der Brennstoffvorrat in ihrem Inneren verbraucht und sie zum Roten Riesen geworden sei, in schätzungsweise sieben Milliarden Jahren nur noch die halbe Masse von heute haben. Daher verliefen die Planetenbahnen weiter außen. Bis auf 100.000 Astronomische Einheiten dem Sonnensystem nahekommende Sterne würden die Bahnen zusätzlich beeinflussen. Durch Wechselwirkung mit Sternen, von denen alle 20 Millionen Jahre einer das Sonnensystem passiere, seien weiträumige Instabilitäten zu erwarten. Zudem sei zu bedenken, dass die Milchstraße mit der Andromeda-Galaxie kollidieren und verschmelzen wird. Sie nähert sich der Milchstraße mit etwa 110 Kilometern pro Sekunde. Auch dies könnte sich auf die Umlaufbahnen auswirken. Nur Jupiter könnte sich wegen seiner immensen Masse dem Hinauskatapultieren aus dem Sonnensystem zunächst widersetzen. Irgendwann werde auch ihn ein stellarer Vorbeiflug aus dem Sonnensystem jagen. Die Sonne werde zuletzt allein sein; noch vorhandene Begleiter werden als Schurkenplaneten vagabundieren.
Die rätselhafte Dunkle Energie könnte die Materie des Universums so weit strecken, dass die Atome und die aus ihnen bestehenden Lebewesen nicht mehr existieren. Protonen und andere Bestandteile des Atomkerns könnten durch subatomare Prozesse im Verlauf der Zeit zerfallen, so dass die heutige Materie nicht mehr existiert. Falls die Dunkle Energie kontinuierlich schwächer wird und die Expansion des Weltalls sich dadurch verlangsamt und irgendwann zum Stillstand kommt, werde die Gravitation das Vorhandene komprimieren, bis es wieder in einem Punkt vereint ist, von dem aus ein erneuter Urknall stattfinden werde.
Gemäß dem 2020 veröffentlichten Artikel „Black dwarf supernova in the far future“ des Physikers Matt Caplan von der Illinois State Universität könnten in ferner Zukunft kosmische Ereignisse stattfinden, die beim Blick auf die Vergangenheit nicht vorkommen. Der Abstract der Studie: „In ferner Zukunft, lange nach Abschluss der Sternbildung, wird das Weltall von spärlichen degenerierten Überbleibseln bevölkert sein, größtenteils Weißen Zwergen, deren endgültiges Schicksal aber noch offen ist. Die Weißen Zwerge werden abkühlen und zu Schwarzen Zwergen erstarren, während ihre Zusammensetzung durch Kernfusion langsam zu Eisen-56 sich verändert. Auf Grund des abnehmenden Elektronenanteils wird die Chandrasekhar-Grenze dieser Sterne abnehmen und schließlich unter dem der massereichsten Schwarzen Zwerge liegen. Isolierte Zwergsterne mit einer Masse von mehr als zirka 1,2 Sonnenmassen werden daher in ferner Zukunft aufgrund der langsamen Anhäufung von Eisen-56 in ihren Kernen kollabieren. Wenn der Protonenzerfall wegfällt, ist es das endgültige Schicksal von etwa 1021 Sternen, etwa einem Prozent aller Sterne im beobachtbaren Universum. Wir präsentieren Berechnungen der inneren Struktur Schwarzer Zwerge mit Eisenkernen als Modell für die Vorläufersterne. Anhand der Kernfusionsraten schätzen wir ihre Lebensdauer und so die Verzögerungszeit auf 101100 Jahre. Wir spekulieren, dass Supernovae von Schwarzen Zwergen mit hoher Masse einem akkretionsinduzierten Kollaps von Weißen Zwergen mit O/Ne/Mg-Kern ähneln könnten, während spätere Transienten mit geringer Masse einer Kernkollaps-Supernova mit abgestreifter Hülle ähneln und die letzten interessanten astrophysikalischen Transienten vor dem Hitzetod sein könnten.“
Das Universum kann auch plötzlich und extrem rasch zerstört werden, wenn es sich in einem Vakuumzustand befindet, bei dem der leere Raum nicht den energetisch günstigsten Zustand innehat. Falls das Vakuum nicht mehr in seinem teilchenphysikalisch energieärmsten Zustand ist, kann die Physik sich bei einem spontanen Vakuumzerfall ändern. Zur Auswirkung eine Beschreibung des Heidelberger Biophysikers und Fachjournalisten Frank Schubert von 2017: „Dann könnte jederzeit und an jedem beliebigen Ort das Vakuum plötzlich durch quantenmechanisches Tunneln in den Grundzustand fallen. Dabei würde pro Kubikzentimeter eine Energie von 1080 Kilowattstunden frei, eine Eins mit achtzig Nullen. Einmal entstanden, würde sich die Vakuumzerfallsfront lichtschnell in alle Raumrichtungen ausbreiten. Es entstünde eine expandierende Blase richtigen Vakuums, Aberbilliarden Grad heiß und angefüllt mit einem brodelnden Teilchengemisch; ein Zustand, wie er ähnlich kurz nach dem Urknall existierte. Unnötig zu sagen, dass jedwede Struktur dabei augenblicklich zerstört würde, selbstverständlich auch wir. Tröstlich jedoch: Das Ende käme extrem schnell. Da die Zerfallsfront mit Lichtgeschwindigkeit heranrückt, kündigt sie sich vorher nicht an, und der Vakuumzerfall selbst löst alles in Sekundenbruchteilen auf. Zapp und Aus, ohne jede Vorwarnung – es wäre der humanste Tod, den man sich vorstellen kann.“
Auf den Vakuumzerfall als eine von der heutigen Teilchenphysik unterstützte Erklärungsvariante des kosmischen Endes bezog sich auch Katie Mack in einem Interview zum Buch „The End of Everything“. Sie gestand 2020: „Wenn es im Higgs-Feld Instabilität gibt, könnte es irgendwo im Raum einen Übergang im Higgs-Feld geben, der eine Blase einer anderen Art von Raum erzeugt, in der sich die Gesetze der Physik von unserem Universum unterscheiden.“ In der Folge könnte die Blase sich mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnen und dabei alles im Kosmos zerstören. Dieses Szenario träfe aber nur unter der Voraussetzung zu, wenn das Standard-Modell der Teilchenphysik die Realität vollständig abbildet. Laut theoretischer Schätzung läge das potenzielle Eintreffen des Ereignisses in unvorstellbar ferner Zukunft. Die ermittelte Zeitspanne auf Basis statistischer Verfahren der theoretischen Physik sei größer als das Alter des Kosmos. Es sei aber immer noch eine beunruhigende Idee, dass der Fall im Grunde jederzeit sehr plötzlich eintreten könne.
Die Erde bietet den Bewohnern eine erträgliche Temperatur, flüssiges Oberflächenwasser, eine Atmosphäre mit Luft zum Atmen, eine vor schädlicher UV-Strahlung schützende Ozon-Schicht, ein die kosmische Strahlung ablenkendes Magnetfeld, eine absorbierende Ionosphäre und einen Van-Allen-Gürtel, dessen innere Zone den Einfall kosmischer Strahlen durch hochenergetische Protonen verhindert und dessen äußere Zone die Lebenswelt durch hochenergetische Elektronen schützt. Seit über drei Milliarden Jahren ist sie eine Heimat von Lebewesen. Ob ein solcher Planet oder Mond auch in einem anderen Sonnensystem existiert, ist noch offen. Eine Kopie der Erde wurde bisher nicht entdeckt. Daher sollte die Menschheit den Blauen Planeten wertschätzen und schützen.
8. Ratschläge zum Reflektieren
Etliche Kosmologen, Astronomen, Physiker und andere Fachpersonen der wissenschaftlichen Erforschung des Universums fügten ihren Publikationen Impulse zum Reflektieren hinzu. So leitete der Astronom Philip Plait das Buch Tod aus dem All 2010 ein: „Nehmen Sie es nicht persönlich. Auch mein Leben ist in Gefahr. Das Universum wird uns alle vernichten. Und das fast mühelos.“ Zu Schwarzen Löchern bemerkte er: „Schwarze Löcher sind wahrlich merkwürdige Gebilde: Selbst jeder noch so simple Bewegungsakt entpuppt sich als komplizierter Vorgang. Wir jedenfalls haben unsere Lektion gelernt: Wer hineinfällt, ist tot – ohne Wenn und Aber.“ In Anbetracht dessen empfahl er: „Der Großteil des Universums ist tödlich, unsere kleine Welt dagegen recht kuschelig. Der Kosmos gibt und nimmt. Gehen Sie also nach draußen und genießen Sie einen sonnigen Tag oder eine sternenschwangere Nacht. Wer den Gefahren des Himmels mit Respekt begegnet, ohne dabei den Blick für seine Schönheiten zu verlieren, hat verstanden. Und Verständnis ist immer gut.“
Ähnlich äußerte sich Stephen Hawking. Bevor er 2018 verstarb, wandte er sich per Video mit einem Tipp an die Menschen: „Also erinnern Sie sich daran, nach oben zu den Sternen zu blicken – und nicht nach unten auf Ihre Füße. Versuchen Sie, einen Sinn zu erkennen in dem, was Sie sind, und fragen Sie sich, was das Universum existieren lässt. Seien Sie neugierig! Und wie schwierig das Leben auch scheinen mag, es gibt immer etwas, das Sie tun können. Es ist wichtig, dass Sie nicht einfach aufgeben. Danke fürs Zuhören.“
Für Albert Einstein war eine Erkenntnis Lessings wegweisend und ermutigend: „Das Streben nach Wahrheit ist wertvoller als ihr Besitz.“ So äußerte er sich bei einem Treffen mit Georges Lemaître, dem „Pionier der Urknall-Theorie“, skeptisch. Eine Schülerin tröstete er: „Mach dir keine Sorgen wegen deiner Schwierigkeiten mit der Mathematik; ich kann dir versichern, dass meine noch größer sind.“ Mit Humor beschrieb er seiner Sekretärin die Relativität der Zeit: „Eine Stunde mit einem hübschen Mädchen vergeht wie eine Minute, aber eine Minute auf einem heißen Ofen scheint eine Stunde zu dauern.“ Er war überzeugt: „Das Schönste, was wir erleben können, ist das Geheimnisvolle. Es ist das Grundgefühl, das an der Wiege von wahrer Kunst und Wissenschaft steht. Wer es nicht kennt und sich nicht mehr wundert, nicht mehr staunen kann, der ist sozusagen tot und sein Auge erloschen.“
Physikalistische Erklärungsbemühungen kritisierte er: „Wenn man alles auf physikalische Gesetzmäßigkeiten zurückführen würde, wäre das eine Abbildung mit inadäquaten Mitteln, so als ob man eine Beethoven-Symphonie als Luftdruckkurve darstellte.“ Wichtig für das soziale Miteinander sei die schöpferische und fühlende, die das Edle und Sublime schaffende Persönlichkeit. Sein frommer Wunsch: „Liebe Nachwelt! Wenn Ihr nicht gerechter, friedlicher und überhaupt vernünftiger sein werdet, als wir sind bzw. gewesen sind, so soll euch der Teufel holen. Diesen frommen Wunsch mit aller Hochachtung geäußert habend bin ich euer (ehemaliger) gez. Albert Einstein.“