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Die Sonne

Einführungstext zur Sonne

Die Sonne Die Sonne ist einer von etwa 200 Milliarden Sternen in der Milchstraße. Als Zentralgestirn, also dem Mittelpunkt eines Planetensystems, wird die Sonne von acht Planeten umkreist: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Über 99% der Gesamtmasse unseres Sonnensystems entfällt auf die Sonne, wodurch ein enormes Gravitationsfeld entsteht, dass letztlich auch Ursache ist, dass die Planeten um die Sonne kreisen, und nicht die Sonne um die Planeten.

Ehe das Licht der Sonne auf die Erde trifft, vergehen 8 Minuten und 20 Sekunden. Diese Zeit benötigt das Licht, um die Distanz zwischen beiden Himmelskörpern (150.000.000 km) zurückzulegen. Und das obwohl sich Licht mit etwa 300.000 Kilometern pro Sekunde fortbewegt. Wenn wir die Sonne oder andere Sterne am Himmel sehen, schauen wir also gewissermaßen in die Vergangenheit. Manche Sterne am Nachthimmel existieren schon nicht mehr. Das Licht benötigt - je nachdem wo sich der Stern im Orbit befindet - Millionen von Jahren, ehe es hier am Himmel zu sehen ist.

Nicht nur Planeten rotieren um sich selbst. Die Sonne benötigt an ihrem Äquator ca. 25 Tage für eine komplette Umdrehung. An den Polen beträgt die benötigte Dauer für eine Umdrehung sogar 36 Tage. Im Gegensatz zur Erde handelt es sich bei der Sonne um einen Gasball aus Plasma. Vermutlich sorgen Zentrifugalkräfte für den 'Geschwindigkeitsüberschuss' am Sonnenäquator.

Aufbau der Sonne

Ähnlich zur Erde, besteht auch die Sonne aus voneinanander abgrenzbaren Schalen. Im Inneren befindet sich der Kern. Hier herrscht die höchste Dichte (200 Mrd. Bar) und Temperatur (15 Mio. °C). Die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium findet hauptsächlich hier statt. Pro Sekunde verliert die Sonne vier Tonnen an Masse, das entspricht der abgegebenen Menge an Strahlungsenergie. Um den Kern liegt die Strahlungs- und Konvektionszone, durch die die Energie nach Außen hin geleitet wird. Bis die Energie vom Kern letztlich nach Außen abstrahlt, dauert es zwischen 1 und 5 Millionen Jahre. Die Photosphäre bildet die Oberfläche der Sonne. Mit 6000°C ist die Oberfläche vergleichsweise kühl. In dieser Sphäre sind die Sonnenflecken zu beobachten. Darauf liegt die Chromosphäre, eine Gasschicht aus Wasserstoff und Helium. Sonneneruptionen sind in dieser Sphäre zu beobachten. Die äußerste Atmosphäre der Sonne bildet die Korona, welche sich nur bei einer Sonnenfinsternis wirklich beobachten lässt. Bei hoher Sonnenaktivität kann die Korona über zwei Sonnenradien erreichen. Sie besteht aus ionisiertem Plasma und ist mit zwei Millionen °C deutlich heißer als die Sonnenoberfläche.

Die Sonne als universaler Lebensspender

Die Sonne als Lebensspender  
Ohne die Sonne wäre ein Leben auf der Erde unmöglich. Gemäß dem Energieerhaltungssatz, kann Energie nicht erzeugt oder zerstört, sondern lediglich umgewandelt werden. Die Strahlungsenergie der Sonne trifft auf die Erde und ist damit Ausgangspunkt aller weiteren Energieumwandlungsprozesse. Selbst eine Verminderung der einfallenden Sonnenstrahlung um nur wenige Prozent, kann bereits ein Massensterben auf der Erde auslösen, wie der Meteoriteneinschlag auf die Halbinsel Yucatan (Mexiko) beweist, der vor 65 Millionen Jahren vermutlich zum Aussterben der Dinosaurier führte. Denn nicht der Einschlag selbst führte zum Aussterben. Die Kollision des Meteoriten mit der Erde beförderte Tonnen von Staubpartikel in die Erdatmosphäre, wodurch die Sonnenstrahlen zum größten Teil in die Exosphäre zurückreflektiert wurden, statt auf die Erdoberfläche einzufallen. Das setzte eine Kettenreaktion in Gang, in deren Folge die Nahrungsketten kollabierten. Weniger Sonnenlicht bedeutet einen unmittelbaren Abfall der Temperaturen auf der Erde. Pflanzen, die auf Sonnenlicht angewiesen sind, um Photosynthese zu betreiben, wuchsen langsamer oder starben gar ganz ab. Das traf ebenso auf das Phytoplankton in den Ozeanen zu. Pflanzen und Phytoplankten sind als Primärproduzenten im Stoffkreislauf auf der Erde unverzichtbar. Die Tiere, die sich von autotrophen Organismen ernähren, sind widerum Nahrung für andere Tiere in der Nahrungskette. Fällt nur ein Glied in der Nahrungskette weg oder ist nur stark eingeschränkt als Nahrungsquelle für die darüber liegende Konsumentengruppe verfügbar, bricht die Nahrungskette ab dieser Stelle zusammen.

Das Ende des Sonnensystems

Das Sonnensystem ist zwischen 4,5 und 4,6 Milliarden Jahre alt. Spätestens in 7 Mrd. Jahren, wenn der gesamte Wasserstoff im Inneren der Sonne zu Helium fusioniert wurde, endet auch die Lebenszeit des Sonnensystems. Die Sonne dehnt sich zuerst auf das fast dreifache ihres jetzigen Radius aus ("Roter Riese"). Merkur und Venus geraten damit in den Umkreis der Sonne. Beide Planeten werden zerstört, während die Temperaturen auf der Erde auf weit über 1000°C ansteigen und alles Leben vernichten. In den darauffolgenden 100 Mio. Jahren verbrennt auch das Helium, bzw. es kommt zur Kernfusion der Heliumatome. Es entsteht Kohlenstoff und Sauerstoff. Die Temperatur im Kern der Sonne beträgt jetzt über 100.000.000°C. Ist auch das Helium vollständig verbraucht, hat die Sonne nur noch die Größe von der heutigen Erde. Man bezeichnet sie dann als "Weißen Zwerg", der von planetarischem Nebel umhüllt wird. Dieser Nebel, bestehend aus Gasen und Staub, leuchtet aufgrund der heißen Umgebungstemperatur und ist von verhältnismäßig kurzer Dauer. Die Temperaturen sind jetzt schon nicht mehr hoch genug, um durch Kernfusion weitere Elemente verschmelzen zu lassen. Der weiße Zwerg kühlt nun solange aus, bis er letztlich zum "schwarzen Zwerg" wird. Bisher ließen sich im Universum noch keine schwarzen Zwerge nachweisen. Einerseits, weil das Universum noch nicht alt genug ist, dass ein Stern diesen Zustand erreichen könnte und andererseits, sollte es schwarze Zwerge geben, sind diese kaum auszumachen, denn sie strahlen kein Licht mehr ab.

Der gefährliche Blick in die Sonne

Sonnenfinsternis Um sich die enorme Größe der Sonne einmal vorzustellen: Unser blauer Planet passt über 100 Mal in die Sonne. Die Massendichte der Sonne ist 300.000 Mal höher als die Dichte der Erde. Und so groß die Sonne ist, so gefährlich kann sie für uns werden. Wegen der enormen Strahlkraft, darf man unter keinen Umständen direkt in die Sonne blicken. Während einer Sonnenfinsternis können viele der Verlockung nicht widerstehen und ziehen sich so irreperable Verletzungen am Auge zu. Bei einem Blick in die Sonne kann rasch die Hornhaut verbrennen oder die Netzhaut schädigen. Mit dem Teleskop ist ein kurzer Blick in die Sonne sogar noch gefährlicher. Spezielle Sonnenfinsternisbrillen bzw. Sonnenfilter schaffen hier sichere Abhilfe. Übrigens: Normale Sonnenbrillen sind für den Blick in die direkte Sonne nicht ausgelegt!

Zusammenfassung

  • Die Sonne ist ein Stern in der Milchstraße und Mittelpunkt unseres Sonnensystems.
  • Acht Planete umkreisen die Sonne: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.
  • Der Aufbau der Sonne von Innen nach Außen: Kern, Strahlungszone, Konvektionszone, Photosphäre, Chromosphäre und Korona.
  • Das Licht braucht von der Sonne bis zur Erde etwas mehr als acht Minuten.
  • Im Inneren der Sonne werden Wasserstoffatome zu Helium fusioniert. Ein Teil der dabei entstehenden Energie wird in den Kosmos abgestrahlt.
  • Spätestens in sieben Milliarden Jahren kollabiert die Sonne und vernichtet dabei die sonnennahnen Planeten. Am Ende bleibt die Sonne als sogenannter schwarzer Zwerg zurück.

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