Allgemeine Daten
Durchmesser : 1.392.000 km
Masse : 1,989 Quadrilliarden t
Dichte : 1,41 g/cm³
Entfernung zur Erde : 150 Mill. km
Rotationszeit : 25,03 Tage
UUnsere Sonne
Die Sonne ist unser Energielieferant. Mit einer Grösse von 1,4 Millionen km gehört unser Zentralgestirn weder zu den grossen noch zu den kleinen Sternen. In astronomischen Massstäben betrachtet ist sie ein normaler, unscheinbarer Stern. Und dennoch... ohne sie würde es in unserem Sonnensystem kein Leben geben. Sie alleine hält unsere Planeten auf den Umlaufbahnen und versorgt unsere Welt mit der lebensnotwendigen Energie.
Es gibt aber auch sogenannte rote Ueberriesen. Würde man solch einen Stern in unser System plazieren, dann würde sein Durchmesser bis zur Plutobahn reichen: 5 Milliarden km !!!
Unser Sonnensystem ist wahrscheindlich aus einer gewaltigen Wolke aus Gas und Staub entstanden. Durch Kontraktion verdichtete sich die Wolke im Zentrum langsam und begann zu rotieren. Mit zunehmender Dichte erhöhte sich auch die Temperatur, bis es zur schliesslich zur Kernfusion kam.
Die Atmosphäre besteht aus Helium ( 20% ) und vor allem Wasserstoff. ( 78% ). Die schwereren Element, wie etwa Sauerstoff, Stickstoff oder Eisen, stammen aus den Fusionsvorgängen der Sterne. In nur
einer Sekunde fusioniert die Sonne unglaubliche 564 Millionen Tonnen Wasserstoff in 560 Millionen Tonnen Helium. Die Kerntemperatur beträgt dabei 15 Millionen Grad, die Oberfläche etwa 6000 Grad. Man schätzt, dass die Sonne seit ihrer Entstehung vor rund 4.5 Milliarden Jahren erst 3% ihres Wasserstoffvorrates verbrannt hat. Dem gewaltigen Druck, der durch die Kernfusion gegen aussen entsteht, wirkt der Gravitationsdruck gegen innen entgegen. Würde eine der beiden Komponenten fehlen, würde die Sonne entweder explodieren oder in sich zusammenfallen.
Die Sonne ist ein sogenannter Hauptreihenstern. Das heisst, dass er im Innern Wasserstoff zu Helium verbrennt. Da für die Fusion sehr hohe Temperaturen nötig sind, beschränkt sich die Fusion zunächst auf das Sterninnere. Da Sterne nur einen begrenzten Vorrat an Wassertoff haben, limitiert sich logischerweise auch ihre Lebenserwartung als Hauptreihenstern. Nachdem der Wasserstoffvorrat zu Helium umgewandelt wurde, zieht sich der Stern zusammen, da der Fusionsdruck nach aussen fehlt. Durch das Zusammenziehen nehmen die Temperaturen im Kern aber wieder so stark zu, dass Helium zu schwereren Elementen, vor allem Kohlenstoff, fusioniert wird. Ausserdem wird der verbleibende Wassertoff in den äusseren Regionen durch die Temperaturzunahme ebenfalls in Helium umgewandelt.
Die gesammte Energieerzeugung und der Gasdruck nehmen stark zu , wodurch sich die äusseren Sternschichten aufblähen. Aus dem Hauptreihenstern ist ein roter Riese geworden. Mit der Zeit wächst unser Stern dermassen an, dass er sich möglicherweise bis zum Erdorbit ausdehnt. Zu diesem Zeitpunkt gibt es aber schon lange kein Leben mehr auf unserem Heimatplaneten. Durch das Anwachsen des Sonnenwindes kann über die Hälfte der Sternmasse in den Weltraum geblasen werden. Es entsteht ein sogenannter planetarischer Nebel. Ein wunderschönes Beispiel dafür ist etwa der Ringnebel M57 im Sternbild Lyra.
Ein Stern kann durch die hohen Temperaturen über den Kohlenstoff hinaus noch schwerere Elemente erzeugen. Eine Sonne kann aber nur Energie bis zum Eisen freisetzten. Müssten noch schwerere Elemente erzeugt werden, würde das mehr Energie kosten als freigesetzt wird. Hat sich dann irgendwann genügen Eisen im Kern angesammelt, beginnt der Stern zu kollabieren und stösst explosionsartig seine äussere Schale ab. Uebrig bleibt ein weisser Zwergstern. Dieser ist so dicht zusammengepresst, dass ein cm3 Masse auf der Erde ein Gewicht von über 1 Tonne hätte.
Sterne mit einer Masse von über 1.4 Sonnenmassen enden in einem Neutronenstern. Erreicht ein Stern die 3fache Sonnenmasse, entsteht ein schwarzes Loch. Diese Sterne beenden ihr Leben in einer sogenannten Supernova Explosion.
Ringnebel M57
Einige Merkmale der Sonne
Die Korona ist die äusserste Schicht der Sonnenatmosphäre. Wegen ihrer geringen Helligkeit kann man sie bei einer totalen Sonnenfinsternis gut beobachten. Die Korona zeigt zyklische Veränderungen und hängt mit dem 11-jährigen Zyklus der Sonnenflecken zusammen. Bei einem Maximum an Sonnenflecken ist die Korona gleichmässig um die Sonne verteilt, bei einem Minimum breitet sie sich am Sonnenäquator aus. Das Gas hat eine Temperatur von 1 Million Grad und erstreckt sich bis zu 17 Millionen km ins All. Die Korona
Protuberanzen und der Sonnenwind
Protuberanzen sind gasförmige Gebilde, die die Sonne von Zeit zu Zeit in die Höhe schleudert. Ihre Grösse reicht von etwa
50 000 km bis zu 1 Million km, was aber eher selten ist. Die Dichte ist 100 mal höher als die umliegende Korona. Die Temperaturen betragen etwa 20 000 °C. Einige Protuberanzen können monatelang andauern können ( stationäre ) oder nur einige Stunden ( aufsteigende ). Manchmal explodiert die Protuberanz ( Flare ) und schleudert Materie in den Weltraum. Wenn Teilchen aus so einer Sonnenfackel die Erde erreichen, gibt es erhebliche Störungen des Funkverkehrs! Für Astronauten in einem nicht abgeschirmten Raumschiff wäre diese Strahkendosis tödlich.
Die Sonne gibt ständig geladene Teilchen mit Geschwindigkiten von 400 - 700 km/s in das All ab. Diese reisen auf dem Magnetfeld der Sonne durch das Sonnensystem. Treffen sie auf einen Planeten mit einem eigenen Magnetfeld, wird dieses verformt und sie können an den Polen tiefer in die Atmosphäre eindringen. Die Bewegung dieser geladenen Teilchen wiederum bewirkt einen Stromfluß. Stromfluß, Strahlung und die geladenen Teilchen des Sonnenwinds bewirken, daß ganze Luftschichten der Hochatmosphäre Ionisiert werden. Sie werden elektrisch leitend und dabei zum Leuchten angeregt Das Ergebnis sind die Polarlichter.
Sonnenflecken
Die Existenz der Sonnenflecken geht wohl auf starke Magnetfelder zurück. Sie können eine Stärke von über 3000 Gauss haben. Ein typischer Sonnenfleck besteht aus einem Kern ( Umbra ) der von einer etwas helleren Penumbra umgeben ist. Da die Flecken kühler sind als die Photosphäre, erscheinen sie etwas dunkler. Der Durchmesser von Sonnenflecken reicht von 100 km bis zu mehreren 10 000 km. Sie kommen meistens in Gruppen auf, isolierte Flecken sind eher selten.