Die Sonne ist der Stern im Zentrum unseres Sonnensystems. Sie besteht hauptsächlich aus den Gasen Wasserstoff und Helium und liefert der Erde Licht und Wärme. Der folgende Steckbrief gibt einen Überblick über die wichtigsten Eigenschaften der Sonne:

• Durchmesser: etwa 1,39 Millionen Kilometer
• Masse: etwa 333000-mal größer als die der Erde
• Durchschnittliche Entfernung zur Erde: etwa 150 Millionen Kilometer
• Oberflächentemperatur: ca. 5500 °C
• Alter: etwa 4,6 Milliarden Jahre

Aufgabe 1

Wiederholung aus Kapitel 1: Wie nennt man die durchschnittliche Entfernung zwischen Sonne und Erde?

Die Sonne enthält rund 99,8 % der gesamten Masse des Sonnensystems. Aufgrund ihrer großen Masse hält ihre Gravitationskraft die Planeten auf ihren Umlaufbahnen. Obwohl die Sonne riesig erscheint, ist sie ein durchschnittlich großer Stern. Sie gehört zur Klasse der Gelben Zwerge und befindet sich derzeit in einer stabilen Entwicklungsphase, in der sie durch Kernfusion Energie erzeugt. Ohne die Sonne gäbe es auf der Erde weder flüssiges Wasser noch Leben.

Aufgabe 2

Schaue dir das obige Video an und beantworte folgende Fragen: a) Wie heiß ist es im Inneren der Sonne? b) Wie lange benötigt das Licht vom Kern der Sonne bis zu ihrer Oberfläche? c) Wie ist die Sonne aufgebaut?

Die Energie der Sonne entsteht durch Kernfusion im Sonnenkern. Dieser Prozess wird ermöglicht, da dort eine extrem hohe Temperatur und ein extrem hoher Druck herrschen. In mehreren Reaktionsschritten werden dabei vier Wasserstoffkerne (Protonen) zu einem Heliumkern (zwei Protonen und zwei Neutronen) fusioniert. Die Gesamtmasse des entstandenen Heliumkerns ist jedoch etwas kleiner als die Summe der ursprünglichen Wasserstoffkerne (Massendefekt). Die „fehlende“ Masse wird gemäß der Formel $E=mc^2$ in Energie umgewandelt. Diese Energie wird zunächst in Form von Gammastrahlung freigesetzt und wandert über viele Tausend Jahre aus dem Inneren der Sonne nach außen. An der Sonnenoberfläche wird die Energie schließlich in Form eines breiten Spektrums elektromagnetischer Strahlung – darunter sichtbares Licht, Infrarotstrahlung und Ultraviolettstrahlung (UV) – ins Weltall abgestrahlt. Folgende Phänomene stehen im Zusammenhang mit den Aktivitäten der Sonne. Das Video am Beginn dieses Kapitels veranschaulicht diese Phänomene.

• Sonnenflecken: Sonnenflecken sind dunklere Bereiche auf der Sonnenoberfläche. Sie sind etwas „kühler“ als ihre Umgebung und entstehen durch starke Magnetfelder, die den Energietransport aus dem Sonneninneren behindern.
• Protuberanzen: Protuberanzen sind riesige Bögen oder Schleifen aus heißem Gas (Plasma), die sich über die Sonnenoberfläche erheben.
• Sonneneruptionen: Sonneneruptionen sind plötzliche, explosionsartige Freisetzungen großer Energiemengen auf der Sonne. Dabei werden Strahlung und geladene Teilchen ins Weltall geschleudert.
• Sonnenwind: Der Sonnenwind ist ein ständiger Strom elektrisch geladener Teilchen, der von der Sonne ausgeht und sich durch das gesamte Sonnensystem ausbreitet.
• Polarlichter: Polarlichter entstehen, wenn geladene Teilchen des Sonnenwinds auf die Erdatmosphäre treffen. Dabei werden Luftteilchen angeregt und senden Licht aus, das als farbige Leuchterscheinung am Himmel sichtbar wird.

Eine Sonnenfinsternis entsteht, wenn der Mond zwischen Sonne und Erde steht und das Sonnenlicht ganz oder teilweise verdeckt. Der Schatten des Mondes fällt dabei auf die Erde.

Eine Sonnenfinsternis kann nur bei Neumond auftreten. Im Gegensatz dazu kann eine Mondfinsternis nur bei Vollmond auftreten.

Man unterscheidet (wie auch bei der Mondfinsternis) zwischen partieller Sonnenfinsternis (der Mond verdeckt nur einen Teil der Sonnenscheibe) und totaler Sonnenfinsternis (der Mond bedeckt die Sonne vollständig). Bei einer totalen Sonnenfinsternis wird es für kurze Zeit am Tag dunkel und die Sonnenkorona wird sichtbar. Einen Spezialfall bildet die ringförmige Sonnenfinsternis. Hierbei befindet sich der Mond weiter von der Erde entfernt und erscheint deshalb etwas kleiner als die Sonne. Daher bleibt ein heller Ring der Sonne sichtbar.

Aufgabe 3

Warum gibt es nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis? Eine Antwort befindet sich im obigen Video.

Aufgabe 4

Wie muss man vorgehen, um eine Sonnenfinsternis sicher zu beobachten?

Aufgabe 5

Recherchiere, wann in Österreich die letzte Sonnenfinsternis zu sehen war und wann die nächste stattfinden wird.

Kursende erreicht

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