Innerer Aufbau der Sonne
Schalenmodell
Basiswissen
Wie die Erde ist auch die Sonne schalenartig aufgebaut: Kern, Strahlungszone, Konvektionszone, Photosphäre, Chromosphäre, Sonnenkorona und Sonnenwind. Dieser Aufbau wird hier kurz vorgestellt.
Sonnenkern: Quelle der Energie
- Der Kern macht etwa 25 % des Radius aus.
- Das Material liegt als Plasma vor (Elektronen vom Atomkern getrennt).
- Im Sonnenkern ihm - und nur in ihm - laufen die Atomkernverschmelungen ab.
- In jeder Sekunde werden etwa 564 Millionen Tonnen Protonen zu ...
- rund 540 Millionen Helionen (Helium-Atom-Kerne) verschmolzen.
- Dabei wird eine große Energiemenge frei.
- Die Temperatur im Kern erreicht bis zu 14,8 Millionen Kelvin.
- Etwa 2 % der Energie verlässt die Sonne in Form von Neutrinos.
- Sie durchfliegen die Sonne mit Lichtgeschwindigkeit.
- Die Neutrinos erreichen die Erde nach gut 8 Minuten.
- Die restlichen 98 % Energie wandern langsam Richtung Oberfläche.
- Zu den atomaren Prozessen, lies unter Wasserstoffbrennen ↗
Strahlungszone: Transport über Quanten
- 98 % der im Sonnenkern erzeugten Energie wandert langsam an die Oberfläche.
- Der Prozess dauert 10 Tausend bis über 170 Tausend Jahre.
- In der Strahlungszone besteht die Sonnenmaterie aus Plasma.
- Bei Plasma sind die Elektronen vom Atomkern getrennt, man nennt sie: frei
- In der sogenannten Strahlungszone wandert die Energie als Photonen.
- Dabei werden die Photonen ständig an den freien Elektronen gestreut.
- Der Weg der Photonen entspricht dabei einem Random-Walk.
Konvektionszone: das Material selbst wandert
- Oberhalb der Strahlungszone schließt sich die Konvektionszone an.
- Die physikalischen Bedingungen erlauben hier die Entstehung von Konvektionszellen.
- In einer Konvektionszelle steigt heißes Sonnenmaterial von unten nach oben auf.
- Oben angekommen, kühlt das Material ab und wandert seitwärts weg.
- Durch die Abkühlung wird das Material dichter und damit "schwerer".
- Am oberen Rand der Konvektionszelle sind das Material dann wieder nach unten.
- So entsteht ein Materialkreislauf der Wärmenergie von unten nach oben fördert.
- (Solche Konvektionszellen gibt es auch im Mantel der Erde.)
Photosphäre: das Sonnenlicht entsteht
- Oberhalb der Konvektionszone folgt die sehr dünne Photosphäre.
- Sie hat eine Dicke von nur etwa 300 bis 400 Kilometern.
- In ihrem unteren Bereich entsteht das für uns sichtbare Licht.
- Es bildet dabei ein kontinuierliches Spektrum.
- Im oberen Bereich werden einige Wellenlängen herausgefiltert.
- Lies mehr dazu unter Photosphäre ↗
Chromosphäre
- Oberhalb der Photosphäre folgt die etwa 2000 km dicke Chromospäre.
- Die Dichte liegt bei etwa 0,1 g/cm³.
- Hier wird Licht aus der Photosphäre zum Teil absorbiert.
- Dadurch trägt die Chromosphäre zur Entstehung der Fraunhoferlinien bei.
Sonnenkorona
- Die Korona liegt oberhalb der Chromosphäre.
- Sie geht fließend in den interstellaren Raum über.
- Sie hat eine Ausdehnung von etwa 1 bis 2 Sonnenradien.
- Bei einer Sonnenfinsternis ist sie als heller Strahlenkranz sichtbar.
- Im wesentlichen bestimmen Magnetfelder und Gravitation die Bewegung von Teilchen.
