Hessischer Bildungsserver / Lernpfad: Die Sonne

Aufbau der Sonne

Obwohl uns von der Erde aus die Sonne einheitlich erscheint, wird sie in Schichten eingeteilt. In jeder Schicht finden physikalische Vorgänge statt, die für die jeweilige Schicht typisch sind. Die Schichten sind nicht voneinander scharf abgegrenzt, sondern gehen ineinander über. Die meisten Ergebnisse stammen von Sonden.

Der Kern:

Die Physik des Kerns ist faszinierend: Er hat einen Durchmesser von 175 000 km, der Druck beträgt ca. 200 Milliarden bar, die Dichte ist dreizehn mal höher als die Dichte von Blei und die Temperatur beträgt ca. 15 Millionen Grad. Hier findet die sogenannte "Kernschmelze" statt: Aus vier Wasserstoffkernen entsteht ein schwerer Heliumkern. Dabei werden in einer Sekunde ungefähr 5 Millionen Tonnen Materie in Energie umgewandelt. Die entstandene Energie wird in Form von Strahlung freigesetzt.

Die Strahlungszone:

Die Strahlungszone umgibt den Kern und umfasst ca. 70% des Sonnenradius. Die Temperatur variiert von 2 bis 15 Millionen Grad. Hier wird die im Kern entstandene Energie weiter nach außen in Form von Strahlung transportiert. Dabei stoßen die Lichtteilchen häufig mit den Teilchen in dieser Zone zusammen und brauchen deshalb für den Durchgang bis zu 10 Millionen Jahre. Das Licht, welches momentan auf die Erde trifft, ist also vor vielen Millionen Jahren produziert worden.

Die Konvektionszone:

Die sich nun anschließende Konvektionszone ist ca. 140 000 km breit und nimmt etwa 20 % des Sonnenradius ein. In ihr erfolgt der Energietransport durch Strömungen. Heiße Materie steigt auf, kühlt sich ab und sinkt wieder ins Innere der Sonne ab, wo sie wieder erhitzt wird und aufsteigt. Mit einem geeigneten Filter im Teleskop kann man die Plasmaströme, die Granulationen, beobachten.

Die Photosphäre:

Die circa 400 km dicke Photosphäre ist die sichtbare Oberfläche der Sonne mit einer Temperatur von ca. 5500 Grad. Von hier aus wird das Licht in den Weltraum abgestrahlt. Auf der Photosphäre beobachtet man die Granulation: Die einzelnen Granulen sind innen heiß, hell und aufsteigend. Außen sind die Granulen absteigend, dunkler und um 500 Grad kälter. Sie haben einen Durchmesser von ca. 1 000 km und eine Lebensdauer von wenigen Minuten. Weiter beobachtet man Protuberanzen: Das sind glühende Gasströme, die bis zu 1 Million km über die Sonne hinausragen.

Die Chromosphäre:

Die 12 000 km dicke Schicht der Chromosphäre ist nur bei einer Sonnenfinsternis als rötlicher Saum sichtbar. In ihr steigt die Temperatur wieder auf etwa 10 000 Grad an.

Die Korona:

Die einige Millionen Kilometer weit in den Weltraum hinausragenden Strahlen der Korona sind nur bei einer totalen Sonnenfinsternis sichtbar. Bemerkenswerterweise sind diese Strahlen mit 1-2 Millionen Grad viel heißer als die Sonnenoberfläche.