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Die Sonne
Allgemeines
Die Sonne in unserem Sonnensystem ist der Energiespender allen irdischen Lebens. So sendet sie neben dem sichtbaren Licht auch UV-Strahlung auf die Erde. Zudem strahlt sie auch Teilchen wie Elektronen, Protonen oder Alphateilchen ab. In der Nähe der Pole führen diese Teichen z.B. zu den "berühmten" Polarlichtern.
Unsere Sonne hat ein Alter von ca. 5 Milliarden Jahren, wobei das Alter des Alls wird auf ca. 13,8 Milliarden Jahre geschätzt wird. Ihre Energie speist sich aus der "stillen" Kernfusion von Wasserstoff zu Helium.
Sterne - und damit auch unsere Sonne - entstanden bzw. entstehen aus interstellarem Gas (Staub), der sich unter dem Einfluss der Schwerkraft verdichtet und dann, in Abhängigkeit von der Sternenmasse, den Prozess der Sternenentwicklung durchläuft.
Unsere Sonne wird noch etwa 5 Milliarden Jahre "leben", bis sie zum "Roten Riesen" wird, der dann eine Ausdehnung des etwa 200-fachen der heutigen Sonne besitzen und damit die Erdbahn erreichen wird. Anschließend wird die Sonne als Weißer Zwerg enden. Beim Übergang vom Roten Riesen zum Weißen Zwerg sprengt der Rote Riese große Teile seiner äußeren Gashülle ab, die dann wiederum als Basis für die Entstehung neuer Sterne, also Sonnen dienen kann.
Das Lebensalter von Sternen ist sehr stark von der Masse des Gestirns abhängig. So würde eine Sonne mit der Hälfte der Masse unserer Sonne etwa 50 Milliarden Jahre "leben" - bei einem derzeitigen Alter des Alls von ca. 13,4 Milliarden Jahren. Eine Sonne mit der zwanzigfachen Masse unserer Sonne dagegen nur 10 Millionen Jahre - eine Zeit, die in kosmischen Dimensionen als sehr klein angesehen werden muss.
Unsere Sonne wird von acht Planeten umkreist, wobei Pluto nicht mehr als Planet sondern als Zwergplanet gilt. Von der Sonne ausgesehen sind das:
Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.
Daten, Mythologie
Der Prozess der Energieerzeugung in der Sonne - die Umwandlung von Wasserstoff in Helium - der über mehrere Zwischenprodukte relativ langsam abläuft, ist z. B. die Basis der Energiefreisetzung in einer Wasserstoffbombe - bei der Bombe allerdings in Bruchteilen von Sekunden. Diese kontrollierte Wasserstofffusion konnte trotz jahrzehntelanger intensiver Forschung bislang auf der Erde nicht erreicht werden.
Zurzeit besteht die Sonne in der Hauptsache aus ca. 90,965% Wasserstoff und ca. 8,889% aus Helium. Den Rest bilden geringe Mengen an Sauerstoff, Kohlenstoff, Neon, Stickstoff, Eisen oder auch Gold.
Die Temperatur im Inneren der Sonne von ca. 16 Mio. Grad reicht aber nur für die Erzeugung von Helium durch die Fusion aus Wasserstoff aus.
Bei der Fusion von Wasserstoff zu Helium entstehen u. a. Neutrinos, deren Wechselwirkung mit Materie aber so gering ist, dass von den ca. 70 Milliarden, die pro cm² und Sekunde auf die Erdoberfläche auftreffen, nur einige wenige zu Reaktionen führen und damit nachweisbar sind. Der Rest geht zum größten Teil "ungehindert" durch die ganze Erde hindurch.
Aufgrund der Frauenhofer-Linien lässt sich beweisen, dass aber auch Elemente mit einer höheren Ordnungszahl vorhanden sind. So benötigt man z.B. zur Erzeugung von Eisen Temperaturen von mehreren Milliarden Grad. Dieser "scheinbare" Widerspruch lässt sich dadurch erklären, dass diese Substanzen in Roten Riesen, Supernovae oder zusammenstoßenden Neutronensternen entstanden sind und von dort in die Weiten des Alls geschleudert wurden. Die Sonne und ihre Planeten entstanden bekanntlich aus interstellarem Gas- und Staubwolken - und damit konnten die erwähnten Elemente einschließlich des Golds in die Sonne und ihre Planeten kommen. Die Temperaturen zweier zusammen stoßender Neutronensterne erreichen z.B. den unvorstellbaren Wert von etwa 1 Billion Grad - auf diese Weise konnte auch Gold entstehen.
| Radius | 695.700 bis 695.990 km (je nach Messmethode) |
|---|---|
| Masse | 1,989 · 1030 kg, die Masse der Sonne umfasst damit ca. 99,8 % der Masse unseres gesamten Sonnensystems |
| Mittlere Dichte | 1,41 g/cm3 |
| Rotationsdauer | auf einer Breite von 16°: 25 d 09 h und 07 min (siderisch) |
| Gravitationsbeschleunigung: | rund 274 m/s2 |
| Temperatur | an der Oberfläche ca. 6.000° C, im Inneren rund 16 Mio.° C |
Die mittlere Entfernung der Sonne von der Erde beträgt eine Astronomische Einheit (AE) = 149.597.870 km, also rund 150 Mio. km.
Die Erde umkreist die Sonne in rund 365,25 Tagen (1 Jahr), der Mond die Erde in rund 29 Tagen (synodisch) und die Erde dreht sich in rund 24 Stunden einmal um sich selbst.
Sonnenwind
Unter dem Sonnenwind versteht man den energiereichen Teilchenstrom, der von der Sonne in das All abgestrahlt wird. Im Wesentlichen besteht er aus Elektronen, Protonen und Alphateilchen, weiterhin befinden sich in ihm auch kleine Mengen aus Teilchen mit einer höheren Ordnungszahl. Auf der Erde tritt er u. a. in Wechselwirkung mit den Molekülen der Lufthülle auf. An den Polen ist er aufgrund der Form des Erdmagnetfeldes für das Entstehen der Polarlichter verantwortlich.
Gedicht von Heinrich Heine
Das folgende Gedicht zu einem Sonnenuntergang am Meer wollen wir Ihnen nicht vorenthalten:
Das Fräulein stand am Meere
Und seufzte lang und bang,
Es rührte sie so sehre
Der Sonnenuntergang.
Mein Fräulein! Sei'n Sie munter,
Das ist ein altes Stück;
Hier vorne geht sie unter
Und kehrt von hinten bald zurück.
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Sonnenuntergang © goruma (T.Kruse) |
Sonnenuntergang © goruma (T.Kruse) |
Sonnenuntergang © goruma (T.Kruse) |
Sonnenflecken
Die Sonne besitzt ein Magnetfeld, das sich aufgrund der Eigenrotation der Sonne "verzwirbelt" und damit zu Sonnenflecken führt. Diese als Flecken sichtbaren Erscheinungen sind Ausbuchtungen des Sonnenfeldes und führen in ihrem Bereich zu einem verminderten Austritt der Strahlungsenergie der Sonne.
Die Flecken erscheinen dunkler, da ihre Temperatur "nur" 4.000° C anstelle der üblichen 6.000° C beträgt. Jedoch führt das in den so genannten Fackeln gleichzeitig zu einer Erhöhung der Abstrahlung von Sonnenenergie, was in der Gesamtbilanz zu einer Erhöhung von ca. 0,1% führt. Jedoch steigt während des Maximums der Sonnenfleckenaktivität die UV-Strahlung weit über den Wert von 0,1% der Gesamtstrahlungsmenge hinaus an. Es kommt etwa im Zeitabständen von 11 Jahren zu einer Erhöhung der Anzahl von Sonnenflecken, was zum ersten Mal in unserem Kulturkreis von dem deutschen Apotheker und Hobbyastronomen Heinrich Schwabe im Jahr 1843 festgestellt wurde. So wurden im Jahr 2001 beispielsweise bis zu ca. 200 Sonnenflecken von den Astronomen pro Tag gesichtet.
Interessant ist die Tatsache, dass in Zeiten, in denen es über längere Zeit zu einem Absinken der Sonnfleckenhäufigkeit kam, sich auch die mittleren Temperaturen erniedrigten - so beispielsweise zwischen 1675 und 1715. Diese Zeit wird zusammen mit der Zeit von 1570 bis 1630 als "Kleine Eiszeit" bezeichnet. Für die Zeit von 1570 bis 1630 gibt es jedoch keine zuverlässigen Angaben über die Anzahl der Sonnenflecken, währen die Zeit von 1645 bis 1715 durch das Studium alter Aufzeichnungen durch den Briten Edward Maunder aus dem Jahr 1890 gut dokumentiert sind. Zeiten von keinen oder wenigen Sonnenflecken werden seitdem als "Maunder-Minimum bezeichnet.
Wegen fehlender Daten konnten die "Mittelalterlichen Warmzeiten" nicht mit den Sonnenfleckenhäufigkeiten in Verbindung gebracht werden. In den Jahren 2008 und 2009 war die Sonne an 70% der Zeit so gut wie fleckenfrei
Einfluss auf das Klima
Die Intensität des Sonnenlichts variiert, wie erwähnt, zwischen einem Sonnenfleckenminimum und -Maximum nur um ca. 0,1%.
Ein derartiger Unterschied der Sonnenintensität kann nicht direkt für das Entstehen von Eis- und Warmzeiten verantwortlich sein. Modellrechnungen um den Astronomen Peter Foukal ergaben in der Tat, dass die Sonnenintensität mindestens dreimal stärker variieren müsste, damit es zu einem merkbaren Einfluss auf das Klima kommen könnte. Aber man hat einen indirekten regionalen Einfluss auf unser Wetter postuliert. So wird das Wetter über Europa durch einen Höhenwind (Jetstream) mitbestimmt Dieser Höhenwind bläst normalerweise von Westen nach Osten. Sofern er seine Richtung ändert, kann es im Winter zum Einstrom kalter Luftmassen aus Richtung Nordosten kommen.
Es scheint, dass eine Richtungsänderung des Jetstroms von der Einstrahlung der UV-Strahlung in die Stratosphäre zusammenhängt, die dort absorbiert wird. Deren Intensität schwankt dagegen dort um 1%. Daneben gibt es eine weitere Theorie für den Einfluss der Sonnenflecken auf unser Klima. Aufgrund der Sonnenaktivitäten wird das Magnetfeld der Erde beeinträchtigt. Ein stärkeres Magnetfeld führt zu einer stärkeren Abschirmung der Erde vor der kosmischen Strahlung.
Und die Intensität der kosmischen Strahlung variiert im Rhythmus der Sonnenflecken um 15%. Es wird nun diskutiert, ob die kosmische Strahlung einen Einfluss auf die Wolkenbildung hat und damit einen beträchtlichen Einfluss auf die mittleren Temperaturen.
Derzeit werden die Messdaten des im Juni 2009 mit Hilfe eines Ballons auf eine Höhe von 40 km gebrachten "Sunrise-Teleskops" intensiv ausgewertet. Es ist abzuwarten, zu welchen Ergebnissen die Forscher in der nächsten Zeit bezüglich des Einflusses der Sonnenflecken-Aktivitäten auf unser Klima kommen.
Nationalflaggen mit der Sonne
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Mythologie, Historisches
Ohne die Sonne gäbe es bekanntlich keinerlei Leben auf der Erde. Sie bestimmt aufgrund der Erdumdrehung zudem den Rhythmus von Tag und Nacht. Das Sonnenlicht wärmt den Menschen nicht nur körperlich, sondern beeinflusst auch stark sein seelisches Wohlbefinden. Es ist daher nicht verwunderlich, dass in zahlreichen Kulturen die Sonne göttliche Verehrung erfuhr und sie in einer Reihe von Nationalflaggen "geehrt" wird.
Ägypten
Beispielhaft sei dazu der ägyptische Pharao Amenophis (Amenhotep) IV. (um 1384 bis um 1334 v. Chr.) genannt. Den Thron bestieg er um das Jahr 1368. Er wandte sich mit Unterstützung seiner Frau Nofretete (um 1370 bis um 1338 v. Chr.) vom bis dahin herrschenden Amun-Kult ab und führte die Sonnenscheibe Aton, als deren Verkörperung er sich sah, als alleinige Gottheit ein. Er nannte sich von da an Echnaton. Mit den folgenden Worten beginnt seine wunderschöne Sonnenhymne:
"Schön erscheinst du im Horizont des Himmels, du lebendige Sonne, die das Leben bestimmt! Du bist aufgegangen im Osthorizont und hast jedes Land mit deiner Schönheit erfüllt. Schön bist du, groß und strahlend, hoch über allem Land . . . . ."
Es sei erwähnt, dass nach seinem Tod der alte Kult, aufgrund der starken und einflussreichen Priesterschaft, wieder erstand. Aber auch in unserer Kultur spielt die Sonne in Form der Sonnenwendfeiern noch eine gewisse Rolle
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