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Die Sonne
Geschichte der Erforschung der Sonne
Bereits 3000 v. Chr. war bekannt, dass die Jahreszeiten durch den Stand und die Bewegung der Sonne verursacht wurden. Ägypten (das alte Ägypten war eine Zivilisation des alten Nordostafrikas, konzentriert am Unterlauf des Nils im heutigen Ägypten ) ‘s Landwirtschaft hatte bereits einen sonnengebundenen Kalender mit einem Jahr von 365 Tagen.
Der erste bekannte Bericht einer beobachteten Sonnenfinsternis stammt aus dem Jahr 2136 v. Chr. aus China . Die älteste Sonnenfinsternis (Von der Erde aus gesehen ist eine Sonnenfinsternis eine Art Sonnenfinsternis, die auftritt, wenn der Mond zwischen der Sonne und der Erde verläuft und der Mond die Sonne ganz oder teilweise blockiert) bekannt im Nahen Osten wurde von den Babyloniern beobachtet (Babylonien war ein alter akkadischsprachiger Staat und Kulturraum im zentral-südlichen Mesopotamien) am 15. Juni 763 v. Chr. Alle alten Kulturen nahmen an, dass die Erde im Mittelpunkt des Universums stand.
Die Griechen entwickelten ein geozentrisches System (in der Astronomie ist das geozentrische Modell eine überholte Beschreibung des Universums mit der Erde im Zentrum) in dem sich Sonne, Sterne und Planeten um die Erde bewegten. Um 265 v. Chr. versuchte der Philosoph Aristarchos von Samos (Aristarchus von Samos war ein altgriechischer Astronom und Mathematiker, der das erste bekannte Modell prä
sentierte, das die Sonne in den Mittelpunkt des bekannten Universums stellte, wobei sich die Erde um sie drehte) den Abstand der Sonne zu bestimmen. Bereits 276 v. Chr. ging er davon aus, dass nicht die Erde , sondern die Sonne das Ruhezentrum unseres Planetensystems war. Es gab viele Einwände gegen diese Idee, und erst um das 15. Jahrhundert n. Chr. wurde diese heliozentrische Theorie wieder lebendig. In 1543 veröffentlichte Nikolaus Kopernikus in einem großen Werk seine heliozentrische Theorie (Heliozentrismus, oder Heliozentrismus, ist das astronomische Modell, in dem die Erde und Planeten um die Sonne im Zentrum des Sonnensystems drehen), die unter anderem von den Physiker und Astronomen anerkannt wurde (Ein Astronom ist ein Wissenschaftler auf dem Gebiet der Astronomie , die ihre Studien auf eine bestimmte Frage oder Feld außerhalb des Anwendungsbereichs der Erde konzentriert) Galileo Galilei (Galileo Galilei war ein italienischer Polymatiker: Astronom, Physiker, Ingenieur, Philosoph und Mathematiker). Seine Annahme, dass die Bewegungen der Himmelskörper kreisförmig waren, wurde von Johannes Kepler (Johannes Kepler war ein deutscher Mathematiker, Astronom und Astrologe) im Jahre 1609 korrigiert. Kepler beschrieb in 3 Gesetzen, dass die Umlaufbahnen der Planeten um die Sonne Ellipsen sind. Durchmesser: 1,390,000 km. Es enthält mehr als 99,8% der Gesamtmasse des Sonnensystems (Das Sonnensystem ist das gravitativ gebundene System aus der Sonne und den Objekten, die sie direkt oder indirekt umkreisen) (Jupiter enthält fast den Rest). Die Sonne ist in vielen Mythologien personifiziert: die alten Griechen (das antike Griechenland war eine Zivilisation, die zu einer Periode der griechischen Geschichte vom griechischen Mittelalter des 12. bis 9. Jahrhunderts v. Chr. bis zum Ende der Antike gehörte) genannt Helios (Helios war die Personifizierung der Sonne in der griechischen Mythologie) und die Römer Sol. Die Sonne besteht derzeit aus 75% Wasserstoff und 25% Helium (92,1% Wasserstoff und 7,8% Helium nach Anzahl der Atome); alles andere (Metalle) macht nur 0,1% aus. Diese Bedingungen ändern sich langsam mit der Zeit, weil die Sonne Wasserstoff in ihrem Inneren zu Helium verschmilzt. Die äußeren Schichten der Sonne zeigen unterschiedliche Rotationen: am Äquator (der Äquator bezieht sich normalerweise auf eine imaginäre Linie auf der Erdoberfläche, die vom Nordpol und Südpol äquidistant ist und die Erde in die nördliche und südliche Hemisphäre unterteilt) die Oberfläche dreht sich einmal alle 25,4 Tage, in der Nähe der Pole um 36 Tage. Dieses seltsame Verhalten beruht auf der Tatsache, dass die Sonne kein fester Körper wie die Erde ist.
Ähnliches Verhalten findet man auf dem Gasplaneten (Ein Gasriese ist ein riesiger Planet, der hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht) (=Jupiter (Eis: Ammoniak), Uranus (GM=), Saturn (Eis: Ammoniak), Neptun (Neptun ist der achte und weiteste bekannte Planet von der Sonne im Sonnensystem)). Diese unterschiedliche Rotation reicht weit nach innen, wobei nur der Kern wie ein fester Körper rotiert. Die Temperatur beträgt 15,6 Millionen Kelvin und der Druck ist 250 Milliarden Mal höher als auf der Erde. Die Gase im Kern werden auf das 150-fache der Dichte von Wasser komprimiert. Jede Sekunde werden etwa 700.000.000.000 Tonnen Wasserstoff in etwa 695.000.000 Tonnen Helium (Helium ist ein chemisches Element mit dem Symbol He und der Ordnungszahl 2) und 5.000.000.000 Tonnen Energie in Form von Gammastrahlen verbrannt. Auf dem Weg an die Oberfläche wird die Energie ständig absorbiert und bei immer niedrigeren Temperaturen wieder abgegeben, so dass das sichtbare Licht (Licht ist elektromagnetische Strahlung innerhalb eines bestimmten Teils des elektromagnetischen Spektrums) in erster Linie aus ihr hervorgegangen ist, sobald es die Oberfläche erreicht hat.
Fast 20% des Weges zur Oberfläche wird durch Konvektion übertragen (Konvektion ist die Bewegung von Molekülgruppen innerhalb von Flüssigkeiten wie Flüssigkeiten oder Gasen und innerhalb von Rheiden) – (=Flüssigkeitszirkulation durch große Temperaturunterschiede) und nicht durch Strahlung. Die Oberfläche der Sonne, die so genannte Photosphäre, hat eine Temperatur von etwa 5.800 K. Sonnenflecken sind kühle Regionen von nur 3.800 K (sie sehen nur wegen des Unterschiedes zu ihrer Umgebung dunkel aus). Sonnenflecken können sehr groß sein, bis zu 50.000 km im Durchmesser. Sie entstehen durch komplizierte und noch nicht vollständig verstandene Wechselwirkungen mit dem Magnetfeld der Sonne. Eine kleine Region, die so genannte Chromosphäre, liegt über der Photosphäre (Die Photosphäre ist die äußere Hülle eines Sterns, von der Licht abgestrahlt wird). Die stark verdünnte Region über der Chromosphäre (die Chromosphäre ist die zweite der drei Hauptschichten der Sonnenatmosphäre und ist etwa 3.000 bis 5.000 Kilometer tief), genannt Korona, erhebt sich Millionen von Kilometern ins All, ist aber nur bei Sonnenfinsternissen sichtbar (links). Die Temperaturen innerhalb dieser Korona liegen bei über 1.000.000 K. Das Magnetfeld (Ein Magnetfeld ist die magnetische Wirkung von elektrischen Strömen und magnetischen Materialien) der Sonne ist sehr stark (für irdische Verhältnisse) und sehr kompliziert. Die Magnetosphäre (Eine Magnetosphäre ist die Region des Weltraums, die ein astronomisches Objekt umgibt, in dem geladene Teilchen durch das Magnetfeld dieses Objekts gesteuert werden) (auch bekannt als die Heliosphäre (Die Heliosphäre ist die blasenartige Region des von der Sonne dominierten Weltraums, die sich weit über die Umlaufbahn des Pluto hinaus erstreckt) erstreckt sich bis hinter Pluto (Pluto ist ein Zwergplanet im Kuipergürtel, ein Ring von Körpern jenseits des Neptuns). Neben Wärme und Licht emittiert die Sonne auch einen dünnen Strom von geladenen Teilchen (im Wesentlichen Elektronen und Protonen), den sogenannten Sonnenwind, der sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 450 km/sec ausbreitet. Der Sonnenwind und die energiereicheren Teilchen, die durch Sonneneruptionen ausgestoßen werden (Eine Sonneneruption ist ein plötzlicher Helligkeitsblitz, der in der Nähe der Sonnenoberfläche beobachtet wird) können dramatische Auswirkungen auf die Erde haben, die von Spannungsschwankungen in Freileitungen bis hin zu Radiowellen reichen (Radiowellen sind eine Art elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im elektromagnetischen Spektrum, die länger sind als Infrarotlicht) Störungen (in der Physik), Interferenz ist ein Phänomen, bei dem sich zwei Wellen überlagern, um eine resultierende Welle mit größerer, niedrigerer oder gleicher Amplitude zu bilden) und das wunderbare Nordlicht (Ein Polarlicht, manchmal auch Polarlicht oder Nordlicht genannt, ist eine natürliche Lichtanzeige am Himmel, die vor allem in den Regionen mit hoher Breite zu sehen ist). Sonnenwindstudien werden durch die kürzlich gestarteten Sonden Wind, ACE und SOHO (The Solar and Heliospheric Observatory ist ein von einem europäischen Industriekonsortium unter der Leitung von Matra Marconi Space gebauter Satellit, der am 2. Dezember 1995 auf einer Lockheed Martin Atlas II AS Trägerrakete gestartet wurde, um die Sonne zu untersuchen, und über 3000 Kometen entdeckt hat) Sonden, die Daten von einem stabilen Startpunkt etwa 1,6 Millionen Kilometer von der Erde direkt zwischen Erde und Sonne sammeln werden. Der Sonnenwind (Der Sonnenwind ist ein Strom von geladenen Teilchen, die aus der oberen Atmosphäre der Sonne freigesetzt werden) hat große Auswirkungen auf die Kometenschweife und hat sogar messbare Auswirkungen auf die Flugbahnen der Sonden. Spektakuläre Schleifen und Vorsprünge werden oft auf der Sonnenoberfläche sichtbar (links). Die Energieabgabe der Sonne ist nicht ganz konstant. Gleiches gilt für die Sonnenfleckenaktivität. Es gab sehr wenig Sonnenflecken (Sonnenflecken sind temporäre Phänomene auf der Photosphäre der Sonne, die im Vergleich zu den umliegenden Regionen als dunkle Flecken erscheinen) Aktivität in der zweiten Hälfte des siebzehnten Jahrhunderts, bekannt als Maunder Minimum (Das Maunder Minimum, auch bekannt als das “verlängerte Sonnenfleckenminimum”, ist der Name für den Zeitraum ab etwa 1645 bis etwa 1715, als Sonnenflecken äußerst selten wurden, wie von Sonnenbeobachtern der Zeit festgestellt). Dies fiel zufällig mit einer ungewöhnlich kalten Periode in Nordeuropa zusammen, die manchmal auch als Kleine Eiszeit bezeichnet wird (Die Kleine Eiszeit war eine Periode der Abkühlung, die nach der Mittelalterlichen Warmzeit stattfand). Seit der Entstehung des Sonnensystems ist die Leistung der Sonne um ca. 40% gestiegen. Die Sonne ist etwa 400 Milliarden Jahre alt. Seit ihrer Geburt hat sie etwa die Hälfte des Wasserstoffs (Wasserstoff ist ein chemisches Element mit dem chemischen Symbol H und der Ordnungszahl 1) in ihrem Kern verbraucht. Es wird noch etwa 5 Milliarden Jahre lang friedlich leuchten (obwohl sich seine Helligkeit in diesem Zeitraum fast verdoppeln wird). Aber eines Tages wird ihr der Wasserstoff ausgehen.
Es wird dann zu radikalen Veränderungen gezwungen sein, die, obwohl dies nach astronomischen Maßstäben durchaus üblich ist, dennoch in einer vollständigen Zerstörung der Erde enden werden (und möglicherweise in der Bildung eines planetarischen Nebels (Ein planetarer Nebel, oft abgekürzt als PN oder Plural PNe, ist eine Art Emissionsnebel, bestehend aus einer expandierenden, glühenden Hülle aus ionisiertem Gas, das spät in ihrem Leben aus alten roten Riesensternen ausgestoßen wird).
Die Satelliten der Sonne Es gibt neun Planeten und eine große Anzahl kleinerer Objekte, die die Sonne umkreisen.