unsere Sonne

(Autor: Roland Gmünder / Last Update – 25.02.2013)

Unsere Sonne

Fakten

Die Sonne, “unser Stern“, macht das Leben auf unserem Planeten erst möglich. Sie ist 1000x schwerer als alle Planeten zusammen und so gross, dass die Erde samt Mondbahn bequem in ihr verschwinden könnten. Die Sonne stahlt vor allem im sichtbaren Licht ihre Energie in den Weltraum, so als wäre sie eine 5’512 Grad heisse Gaskugel. Diese Strahlung beleuchtet und wärmt die Erde und die anderen Planeten unseres Sonnensystems.

Die Sonne erscheint als 5′500 Grad heisse, im Wesentlichen aus Wasserstoff und Helium bestehende, 1.4 Millionen Kilometer im Durchmesser grosse Gaskugel. Allein die Erde trifft eine Strahlungsleistung von 1.37 Kilowatt pro Quadratmeter oder auf die gesamte Erdquerschnitt umgerechnet: 170’000 Terawatt. Die Energiequelle der Sonne ist die Kernfusion: Die Fusion von 4 Wasserstoffkernen zu einem Heliumkern. Dabei werden pro Kilogramm erzeugtes Helium 630 Terajoule Energie frei. Ein 1GW-Kernkraftwerk muss für 630 Terajoule eine Woche arbeiten. Die Sonne erzeugt in ihrem Inneren pro Sekunde 6’000 Megatonnen Helium aus Wasserstoff bei einer Temperatur von 15 Millionen Grad und einem Druck von über 100 Millionen bar.

1) Zentrum mit Kernfusion 2) Strahlungszone
3) Konvektionszone 4) Photosphäre 5) Sonnenfleck 

6) Chromosphäre 7) Protuberanz 8) Korona

 An der Oberfläche kann man mit Amateurmitteln vor allem die Sonnenflecken beobachten. Dazu muss das Teleskop mit für die Sonnenbeobachtung zugelassenen Objektivfiltern ausgestattet oder das Sonnenbild auf ein Schirm projiziert werden. Der ungeschützte Blick zur Sonne – besonders durch ein optisches Instrument wie Fernglas oder Fernrohr – wird Sie Ihr Augenlicht kosten.

Besser ausgestattete Amateurastronomen und Sternwarten besitzen einen besonderen Filter (Protuberanzenfilter, H-Alpha-Filter) mit dem sich die Gasschicht über der Photosphäre, die Chromossphäre (die dünne rote Linie, Nr. 6, in der Grafik rechts) beobachten lässt. In den gleichen Filtern erscheinen auch die Protuberanzen, die sonst nur während einer totalen Sonnenfinsternis zu sehen sind. Die Sonne ist mit einer sehr dünnen Atmosphäre von extrem heissem Gas umgeben: die Korona. Sie ist über eine Million Grad heiss und wird über Magnetfelder bzw. durch die durch Magnetfelder induzierten elektrischen Ströme in komplizierter Weise geheizt. Von blossem Auge kann die Korona während einer totalen Sonnenfinsterns beobachtet werden. In der übrigen Zeit bleibt sie den Instrumenten der Profiastronomen vorbehalten.

Die Sonne wird heute mit Satelliten und erdgebundenen Observatorien rund um die Uhr überwacht. Dabei wird von Röntgenstrahlung bis Radiowellen das gesamte elektromagnetische Spektrum der Sonne beobachtet. Neben dem Licht erreicht die Erde auch ein stetiger Strom aus geladenen Partikel (Elektronen und Protonen): der Sonnenwind. Er verursacht die Polarlichter und kann bei heftiger Aktivität auch für Stromausfälle auf der Erde sorgen. Sogar in das Innere der Sonne können die Wissenschaftler “blicken”, indem sie die direkt aus der Kernfusionszone entweichenden Neutrinos (Elementarteilchen) beobachten.

Jahreszeiten

Die Erde kreist in ca. 150 Mio. Kilometer Abstand um die Sonne. Die Bahn ist (in unserem Zeitalter) fast kreisförmig, so dass geringe Distanzschwankungen keinen Einfluss auf das Klima haben. Aufgrund der Neigung der Rotationsachse (Erdachse) erlebt die Erde – abgesehen von den Tropen – markante Jahreszeiten.

Wie es in der Graphik nebenan illustriert wird, zeigt die Erdachse immer in dieselbe Richtung (*). Im Nordsommer (Stellung oben rechts) ist die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt. Die Tage sind lang und die Sonne steht steil am Himmel. Deshalb ist es bei uns heiss im Sommer. Im Herbst (Position oben links) und im Frühjahr (unten rechts) steht die Erdachse senkrecht zur Verbindungslinie Erde – Sonne, bzw. die Sonne steht senkrecht auf dem Erdäquator. Beide Halbkugeln erhalten gleichviel Sonnenlicht. Im Nordwinter ist die Nordhalbkugel von der Sonne weg geneigt. Die Tage sind bei uns kurz und die Sonne steht tief. Deshalb ist diese Jahreszeit kalt. Die Südhalbkugel ist gleichzeitig der Sonne zugewandt. Deshalb ist es im Dezember z.B. in Südafrika heiss. Analog ist es in Südafrika im Juni kühl.

(*) Die Erdachse macht geringfügige Bewegungen, die Präzession und Nutation genannt werden. Sie spielen zur Erklärung der Jahreszeiten keine Rolle.

Comments are closed.