拍星空长时间曝光为什么不会曝光过度？

你没提光圈值。
如果没有光污染的话，ISO 5000 + F2.8 + 30秒，是不会曝光过度的。

天空过爆到什么程度，是相对的，如果光污染很强烈，比如说你就在城市里拍，那么这个配置，天空就直接白了。
但如果是野外，光污染比较少的地方，肉眼可见银河的，如果曝光过于充分，天空虽然不会死白，但也会很亮，很亮的天空不利于你后期处理。
所以即便不过爆也尽量不要让天空很亮。

另外就是星星本身过爆问题。
其实这基本是不可避免的，天上的星星有的暗有的亮，你用很大的曝光量去拍星空，拍出漫天繁星，拍出来的比肉眼看得到的多得多。那么暗的星星也拍出来的同时，那些本身就很亮的星星就已经过爆了。这个是不可避免的，而且影响不大。就跟你拍城市夜景的时候路灯等于是过爆了是一样的。

星空拍摄质量主要是看星星和天空的反差。
为什么有光污染不适合拍星星？因为天比星星还亮，能理解吗？
不是只要你加大曝光度就能把星星拍出来的。

曝光度由ISO 光圈 快门时间 共同决定。

顺便说一下，ISO 5000太高了，画质不是很好。对于某些高感比较NB的比较新的机身，比如尼康的D810、D4s，ISO 5000拍星空是可以用的，但那个画质是到不了商业片的程度的，肯定得用低一些的ISO。
只要地点好（空气污染和光污染都比较少），F2.8，ISO 3200拍星空是足够足够了。
如果地点不好，其实怎么拍出来的星空都不会令人满意。