Sonne: Ein Stern, der mit 900.000 km/h um die Galaxie Milchstraße rast

Aktivität, Temperatur und Strahlung

Die Aktivitäten der Sonne bestehen im Wesentlichen aus Protuberanzen (Materieströme) und Sonnenflecken sowie heftigen Ausbrüchen, so genannte Flares. Auch Eigenschwingungen der Sonne und lokale Magnetfelder sind nachgewiesen worden.

Quelle: NASA - Sonnenoberflaeche

In der Korona entsteht auch der Sonnenwind. Dabei handelt es sich um einen überschallschnellen Strom, der sich hauptsächlich aus Protonen und Elektronen bildet.

Die Korona heizt sich auf bis zu fünf Millionen Grad auf. Die Sonne verwandelt durch Kernfusion Wasserstoff in Helium. Sie ist im Kern metallreich und besteht zudem aus Plasma, das an der Oberfläche (Photosphäre) bis zu 6.000 °C heiß ist.

Die Wellenlängenbereiche der Sonne reichen von Ultraviolett-Licht bis zur Röntgenstrahlung. Die Atmosphäre der Erde verschlingt den größten Teil der UV-Strahlung der Sonne und damit des Lichts.

Das Licht der Sonne erscheint auf der Erde je nach Sonnenstand weißgelb bis gelb bzw. orange, was an der Erdatmosphäre liegt. Vom Weltraum aus betrachtet erscheint die Sonne in weißem Licht.

Je länger der Weg des Sonnenlichtes durch die Atmosphäre der Erde ist, umso mehr blaues Licht wird herausgefiltert. So erscheint ein Sonnenuntergang bzw. eine tiefstehende Sonne oftmals sehr rötlich.

Quelle: NASA - Position Sonne in der Milchstrasse - Kepler

Eine genaue Beobachtung und Analyse der Sonne durch die Wissenschaft ist wegen der extremen Temperaturen und Strahlung äußerst schwierig. Mehrere Sonden-Missionen wurden daher bereits gestartet und neue Missionen zur Sonne befinden sich in der Planungsphase.

Eine direkte Beobachtung der Sonne mit oder ohne Fernrohr ist nicht zu empfehlen, da sie aufgrund der intensiven Sonnenstrahlung zu einer nicht reparablen Erblindung führen kann. Zur (indirekten) Beobachtung werden daher Teleskope, Sonnenfilter oder ähnliches Equipment empfohlen.

Die Zukunft der Sonne und des Sonnensystems

Im Alter von rund 5,5 Milliarden Jahren - also in rund 900 Millionen Jahren - wird sich die Strahlung der Sonne so erhöht haben, dass sich auf der Erde die mittlere Temperatur zu einem kritischen Wert von 30 °C entwickelt und gegenüber heute damit verdoppelt hat.

Quelle: NASA - Sonnenaktivitaet

Wissenschaftler gehen davon aus, dass bereits in zwei bis drei Milliarden Jahren aufgrund ansteigender Temperaturen (Treibhauseffekt) die Ozeane auf der Erde verdampfen und damit die Grundvoraussetzung für Leben nicht mehr gegeben sein wird.

In rund fünf Milliarden Jahren, die Sonne ist dann knapp zehn Milliarden Jahre alt, wird der Wasserstoffvorrat im Kern der Sonne erschöpft sein. Die Energieerzeugung wird sich dann in die äußeren Schichten der Sonne verlagern.

Durch Materialaufnahme wird die Sonne an Leuchtkraft und Durchmesser (Radius) langsam zunehmen und sich in rund sieben Milliarden Jahren zu einem Roten Riesen entwickelt haben.

Die Sonne verliert deutlich an Masse und die Oberflächentemperatur nimmt ab. Die Planeten verlagern ihre Umlaufbahn um die Sonne weiter nach außen, da sie weniger stark von der Gravitation der Sonne angezogen werden. Die Sonne ist dann rund 11,7 Milliarden Jahren alt.

Durch das enorme Aufblähen der Sonne werden die Planeten Venus und Merkur zerstört. Durch die geringere Sonnenmasse, hervorgerufen durch Sonnenwinde, schwächt sich auch die Gravitation der Sonne ab. Die Kruste der Erde schmilzt indes wieder zu einem Lava-Ozean.

In der Kernzone der Sonne finden keine (Kern-) Fusionen mehr statt und damit wird auch keine Energie mehr freigesetzt. Als Folge lässt die Gravitation weiter nach und kontrahiert, sodass die Dichte und die Temperaturen im Zentrum der Sonne enorm ansteigen.

Das angereicherte Helium in Sonneninneren fusioniert durch Explosion, die man auch Helium-Blitz nennt. Der Kern der Sonne kontrahiert. Durch den Masseverlust geht auch die äußere Hülle (inkl. der Wasserstoff- und Heliumfusions-Zone) verloren.

Quelle: DLR - Lebensyzklus Sonne

Wissenschaftler gehen davon aus, dass in der Phase der maximalen Ausdehnung der Sonne die Sonnenoberfläche bis an die Erd-Umlaufbahn reicht. Da der sich der Durchmesser der Umlaufbahn der Erde ebenfalls ausgedehnt hat, wird die völlige Zerstörung der Erde wohl vermieden.

Nach einer instabilen (Übergangs-) Phase und einer ausgebrannten Kernzone aus Helium entwickelt sich die Sonne dann in der Endphase im Alter von rund 12,5 Milliarden Jahren zu einem Weißen Zwerg, der ungefähr die Größe der Erde haben soll.

Die Sonne ist dann quasi in sich zusammengestürzt. Die ultraviolette Strahlung der Sonne und die Geschwindigkeit des Sonnenwindes nehmen zu. Es entsteht ein planetarischer Nebel und die Sonne erscheint als weiß leuchtender Zwergstern.

Der Weiße Zwerg kühlt dann langsam weiter aus und entwickelt sich schließlich zu einem „Schwarzen Zwerg“. Damit ist unsere Sonne dann endgültig erloschen.

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