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Die Sonne entstand vor fünf Milliarden Jahren

Wie Wärme und Licht im Innern der Sonne entsteht, ist erst seit dem letzten Jahrhundert bekannt. Heute weiss man mehr - beispielsweise, dass sie pro Sekunde rund vier Milliarden Kilogramm an Masse verliert.
Rolf App
Die Sonne ist ein riesiges Kraftwerk. (Bild: NASA/AP)

Die Sonne ist ein riesiges Kraftwerk. (Bild: NASA/AP)

In einem Aussenbezirk der Milchstrasse ereignet sich am Rand des Orion-Arms vor rund fünf Milliarden Jahren Folgenreiches. Aussergewöhnlich ist es nicht, denn überall im Kosmos geschieht ganz Ähnliches. Eine gewaltige dunkle Wolke aus Gas und Staub zieht sich langsam zusammen. Die Gasmoleküle in ihrem Innern rücken näher zueinander, es sind Wasserstoff- und Heliumatome, die leichtesten Elemente im Weltall. In ihrem Innern rasen kleine Elektronen um grössere Kerne, die aus Protonen und Neutronen bestehen.

Je näher die Teilchen im Innern der Wolke zueinanderrücken, umso grösser wird der Druck in ihrem Innern – und damit auch die Temperatur. Das Sternengas verändert seine physikalischen Eigenschaften. Elektronen werden aus ihren Umlaufbahnen gerissen und rasen frei umher, sie bilden zusammen mit den Atomkernen ein Plasma. Ein Kern schweren Wasserstoffs, bestehend aus einem Proton und einem Neutron, stösst auf ein einzelnes Proton. Ein neues Element entsteht, Helium-3, das aber etwas weniger wiegt als die ursprünglichen Teile. Die entschwundene Masse verwandelt sich in Energie.

Die Sonne wird leichter, Stück um Stück

Jetzt beginnt die Sonne sich gewissermassen selbst zu fressen. Mit jeder dieser Kernfusionen wird sie ein winziges Stück leichter – und verliert pro Sekunde vier Milliarden Kilogramm an Masse. Eines allerdings sehr, sehr fernen Tages wird sie ausgebrannt sein. Bis dahin strahlt sie unablässig jenes Licht und jene Wärme ab, welche die Menschen schon früh als eine Grundbedingung des Lebens erkannt haben. «Schön erscheinst du im Lichtland des Himmels, du lebende Sonne, die das Leben bestimmt», schreibt schon der ägyptische Pharao Echnaton, der von etwa 1350 bis 1334 vor Christus regiert hat, im «Grossen Sonnengesang». Alles drehte sich in seinem Reich um die Sonne.

Brodelnde Ströme von heissem Gas

Wie Wärme und Licht im Glutofen im Zentrum der Sonne entstehen, das wissen wir allerdings erst seit dem letzten Jahrhundert. Die Sonne ist ein riesiges Kraftwerk. In ihrem Zentrum ist es knapp 15 Millionen Kelvin heiss, wie es in der in der Physik gängigen Temperaturskala heisst. Im Unterschied zur Celsius-Skala beginnt die Kelvin-Temperaturskala beim absoluten Nullpunkt, also bei der tiefstmöglichen Temperatur von minus 273,15 Grad Celsius. Bis zur Oberfläche des 1,4 Millionen Kilometer im Durchmesser grossen Gasballs sinkt die Temperatur dann auf etwa 5780 Kelvin. Dort beginnt mit der Fotosphäre die Atmosphäre.

Im Teleskop kann man dabei eine reiskornartige Struktur erkennen. Es sind brodelnde Ströme aufsteigender, dann abkühlender (und deshalb dunkler wirkender) Gaszellen, die wieder absinken. In der Atmosphäre steigt die Temperatur. An der Obergrenze der sogenannten Korona erreicht sie schliesslich eine Million Kelvin. Diese Korona ist die äusserste Gashülle der Sonne, die weit in den interplanetaren Raum hinein reicht. Sie ist gut zu sehen, wenn bei einer Sonnenfinsternis die Sonne abgedeckt ist.

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