Nach einiger Zeit ist die Energie der Gasatome im Zentrum so hoch, dass sie die elektrostatische Abstoßung, die zwischen ihren Kernen aufgrund der gleichnamigen Ladung besteht, überwinden können. Die Atomkerne kommen sich so nah, dass sie zu einem neuen, schwereren Atomkernverschmelzen können. Das nennt man Fusionieren. Dieses Verfahren passiert bei Temperaturen von mehreren Millionen Grad. Der Wasserstoff fusioniert zu Helium, dem nächstschwereren Element. Die dabei frei werdende Strahlung stabilisiert den Stern gegen die Schwerkraft, somit herrscht ein Gleichgewicht zwischen der zusammenziehenden Schwerkraft und dem auseinandertreibenden Strahlungsdruck.
Damit die Fusion von Wasserstoff zu Helium, das sogenannte Wasserstoffbrennen einsetzt, ist eine Masse von mindestens 0,08 Sonnenmassen notwendig.
Die Zone im Inneren des Sterns, in der Fusion stattfindet, ist von einer Schicht nicht fusionierenden Wasserstoffs umgeben. Hier reicht die Temperatur nicht aus, um Fusionen zu zünden. Bei unserer Sonne reicht die Fusionszone über etwa ein Viertel des sichtbaren Durchmessers.
Je nach Masse werden manche zu Roten Riesen und manche zu weißen Zwergen.
Roter Riese: Wenn der Kernbrennstoff eines Sterns (Wasserstoff) an seinem Lebensende erschöpft ist, dehnt er seine äußeren Schichten langsam aus, wobei sie sich abkühlen und die Dichte geringer wird. Der Stern bläht sich zu einem roten Riesen auf. Auch unsere Sonne wird das in einigen Milliarden Jahren tun. Sie wird sich dann vermutlich bis zur Erdbahn ausdehnen. Die Oberflächentemperaturen von roten Riesen liegen zwischen 2.000 und 3.500 Kelvin. Aufgrund der geringen Temperatur haben Rote Riesen im sichtbaren Licht eine geringere Abstrahlung. Da sie aber eine enorm große Oberfläche haben, strahlen sie sehr viel Licht ab und sind daher sehr hell.
Beispiele für Rote Riesen sind der Stern Aldebaran im Sternbild Stier, Arktur im Sternbild Bootes oder Mira im Sternbild Walfisch.
Weißer Zwerg:
Ein Weißer Zwerg ist ein kleiner Stern, der trotz seiner hohen Oberflächentemperatur, die zwischen 8.000 und 50.000 Kelvin liegen kann, nur eine geringe Leuchtkraft besitzt. Er repräsentiert die letzte Station in der Entwicklung massearmer Sterne. Ein weißer Zwerg entwickelt sich aus einem Roten Riesen, der seine äußere Hülle abstößt und den Kern zurück lässt. Er hat eine Masse von weniger als 1.44 Sonnenmassen. Sie erscheinen in wei&szlg; bläulicher Farbe.
Da sie über keine zusätzliche Energiequelle mehr verfügen, kühlen sie innerhalb von vielen Milliarden Jahren ab und enden ausgekühlt als Schwarze Zwerge.
So wird auch unsere Sonne enden.
Neutronensterne
Ein Neutronenstern hat eine sehr hohe Dichte und haben bei zwischen 1,2 und 2 Sonnenmassen gerade mal einen Durchmesser von 10 bis 20 Kilometern. Die mittlere Dichte eines Neutronensterns beträgt etwa 3,7 bis 5,9*1017 kg/m3 und hat somit die höchstmögliche Dichte für ein Objekt ohne Ereignishorizont. Jedoch rotieren sie sehr schnell und haben außerdem ein sehr starkes Magnetfeld. Zum Beispiel hat ein 2004 entdeckter Neutronenstern eine Rotationsgeschwindigkeit von 716 Umdrehungen pro Sekunde. Da das Gravitationsfeld auf der Oberfläche einen Neutronensterns etwa 20*1011 stärker ist als das unserer Erde müsste ein Objekt eine Fluchtgeschwindigkeit von cirka 100.000 km/s haben um den Neutronenstern verlassen zu können (ungefähr 1/3 der Lichtgeschwindigkeit).
Es gibt auch weitere Arten von Neutronensternen:
Den Pulsar, der entsteht wenn die Symmetrieachse seines Magnetfelds von der Rotationsachse abweicht, weshalb er Synchrotronstrahlung entlang der Dipolachse aussendet.
Die Magnetare, die mit einer anfänglichen Rotationsperiode unter 10 ms entstehen. In diesem Fall sorgt zusätzlich ein spezieller Dynamoeffekt für eine Konversion der Energie von Konvektionsströmungen im Sterninneren in magnetische Energie.
Die Quarksterne, wenn im Zentrum neben der Neutronenmaterie auch ein Kern aus Quark-Gluon-Plasma besitzt. Dieser Stern ist jedoch noch nicht bewiesen und nur eine mögliche Theorie.
Die X-ray Dim Isolated Neutron Stars (XDINS, deutsch röntgenschwache isolierte Neutronensterne) die nur eine rein thermische Röntgenstrahlung und eine Leuchtkraft zwischen 1030 und 1032 Erg-1
Schwarzes Loch
Ein schwarzes Loch ist ein massereicher Stern am Ende seines Lebens, explodiert er in einer Supernova und stößt seine äußeren Schichten ab. Würde das unserer Sonne passieren hätte sie nur noch einen Durchmesser von 3 km, wie schon erwähnt erliegt sie jedoch einem weniger dramatischen Schicksal. Schwarze Löcher können auch entstehen wenn zwei Sterne zusammenstoßen und ihre Massen sich vereinen. überschreitet diese Masse dann einen bestimmten Wert, kollabiert dieser neue Stern zu einem Schwarzen Loch. Schwarze Löcher bestehen aus sehr viel Masse, die durch die Gravitation stark zusammengedrückt wird. Da die Gravitation zu stark für Lichtreflektionen ist, kann man das schwarze Loch und alles was sich darin befindet an sich nicht sehen. Als Hauptgrund ist auch der Schwarzschild-Radius bei statischen schwarzen Löchern zu nennen Außerdem zieht die Masse immer weitere Masse an wodurch es immer größer wird.
Roter Riese: Wenn der Kernbrennstoff eines Sterns (Wasserstoff) an seinem Lebensende erschöpft ist, dehnt er seine äußeren Schichten langsam aus, wobei sie sich abkühlen und die Dichte geringer wird. Der Stern bläht sich zu einem roten Riesen auf. Auch unsere Sonne wird das in einigen Milliarden Jahren tun. Sie wird sich dann vermutlich bis zur Erdbahn ausdehnen. Die Oberflächentemperaturen von roten Riesen liegen zwischen 2.000 und 3.500 Kelvin. Aufgrund der geringen Temperatur haben Rote Riesen im sichtbaren Licht eine geringere Abstrahlung. Da sie aber eine enorm große Oberfläche haben, strahlen sie sehr viel Licht ab und sind daher sehr hell.
Beispiele für Rote Riesen sind der Stern Aldebaran im Sternbild Stier, Arktur im Sternbild Bootes oder Mira im Sternbild Walfisch.
Neutronensterne
Ein Neutronenstern hat eine sehr hohe Dichte und haben bei zwischen 1,2 und 2 Sonnenmassen gerade mal einen Durchmesser von 10 bis 20 Kilometern. Die mittlere Dichte eines Neutronensterns beträgt etwa 3,7 bis 5,9*1017 kg/m3 und hat somit die höchstmögliche Dichte für ein Objekt ohne Ereignishorizont. Jedoch rotieren sie sehr schnell und haben außerdem ein sehr starkes Magnetfeld. Zum Beispiel hat ein 2004 entdeckter Neutronenstern eine Rotationsgeschwindigkeit von 716 Umdrehungen pro Sekunde. Da das Gravitationsfeld auf der Oberfläche einen Neutronensterns etwa 20*1011 stärker ist als das unserer Erde müsste ein Objekt eine Fluchtgeschwindigkeit von cirka 100.000 km/s haben um den Neutronenstern verlassen zu können (ungefähr 1/3 der Lichtgeschwindigkeit).
Es gibt auch weitere Arten von Neutronensternen:
Den Pulsar, der entsteht wenn die Symmetrieachse seines Magnetfelds von der Rotationsachse abweicht, weshalb er Synchrotronstrahlung entlang der Dipolachse aussendet.
Die Magnetare, die mit einer anfänglichen Rotationsperiode unter 10 ms entstehen. In diesem Fall sorgt zusätzlich ein spezieller Dynamoeffekt für eine Konversion der Energie von Konvektionsströmungen im Sterninneren in magnetische Energie.
Die Quarksterne, wenn im Zentrum neben der Neutronenmaterie auch ein Kern aus Quark-Gluon-Plasma besitzt. Dieser Stern ist jedoch noch nicht bewiesen und nur eine mögliche Theorie.
Die X-ray Dim Isolated Neutron Stars (XDINS, deutsch röntgenschwache isolierte Neutronensterne) die nur eine rein thermische Röntgenstrahlung und eine Leuchtkraft zwischen 1030 und 1032 Erg-1
Schwarzes Loch
Ein schwarzes Loch ist ein massereicher Stern am Ende seines Lebens, explodiert er in einer Supernova und stößt seine äußeren Schichten ab. Würde das unserer Sonne passieren hätte sie nur noch einen Durchmesser von 3 km, wie schon erwähnt erliegt sie jedoch einem weniger dramatischen Schicksal. Schwarze Löcher können auch entstehen wenn zwei Sterne zusammenstoßen und ihre Massen sich vereinen. überschreitet diese Masse dann einen bestimmten Wert, kollabiert dieser neue Stern zu einem Schwarzen Loch. Schwarze Löcher bestehen aus sehr viel Masse, die durch die Gravitation stark zusammengedrückt wird. Da die Gravitation zu stark für Lichtreflektionen ist, kann man das schwarze Loch und alles was sich darin befindet an sich nicht sehen. Als Hauptgrund ist auch der Schwarzschild-Radius bei statischen schwarzen Löchern zu nennen Außerdem zieht die Masse immer weitere Masse an wodurch es immer größer wird.