Die Sonne und unser Sonnensystem im Universum

Was wir über die Sonne wissen - Teil 1

Teil 1 von 2

von Björn Pawlak

Die Sonne soll vor Jahrmilliarden aus einer großen Gas- und Staubwolke entstanden sein - genau wie die Erde und die anderen Planeten unseres Sonnensystems. Unsere Sonne und unsere Erde sind Teil der "Milchstraße", in der es noch cirka 200 Milliarden andere sonnenähnliche Sterne gibt. Die Sonne ist der Bezugspunkt des Menschen für die Unermesslichkeit des Weltalls.

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Spezialaufnahme der Ultraviolettstrahlung der Sonne - solche Aufnahmen werden von "Raumsonden" aus gemacht, das sind unbemannte und zu Entdeckungszwecken ins Weltall geschossene Flugkörper. (Quelle: Wikipedia || NASA)

Alles Leben auf der Erde wäre ohne Sonne unmöglich. Das haben die Menschen schon immer gespürt und die Sonne schon vor langer Zeit als Gottheit verehrt und gefürchtet. Fast alle Religionen dieser Welt haben ihren Ursprung im "Sonnenkult".

Mittlerweile hat die Wissenschaft viele Methoden erfunden, um die Sonne von noch ganz anderen Seiten kennen zu lernen. Heutzutage versteht man durch die Untersuchung der Sonne auch besser, wie die anderen Sterne im Universum aufgebaut sind.

Was wissen wir über die Sonne? In diesem ersten Teil geht es um das Verhältnis zwischen Sonne, Erde und restlichem Universum. Danach kommt ein zweiter Teil, der sich mit dem inneren Aufbau der Sonne und den Prozessen im Sonneninneren beschäftigt - dort soll erklärt werden, was Sonnenenergie eigentlich ist.

Die Sonne als "Gott": Sonnenkulte des Menschen

Dieses Abbild zeigt den ägyptischen Pharao "Echnaton", der den Sonnengott "Aton" anbetet. Unter Echnaton gab es nur einen einzigen Gott, nämlich die Sonne. (Quelle: Wikipedia)

Bei den alten Ägyptern hieß der Sonnengott "Re" (teilweise auch "Ra") - dieser Name bedeutet im Ägyptischen "Sonne". Re galt als Erhalter und Beherrscher der geschaffenen Welt, er wurde in Menschengestalt mit einem Falkenkopf dargestellt, über dem die Sonnenscheibe schwebte. Andere Sonnengötter waren Teile von Re - so etwa "Aton" (die Sonnenscheibe am Morgen), "Chepre" (der Sonnenaufgang), "Atum" (die Sonnenscheibe am Abend), "Schu" und "Harachte" (beide Verkörperungen des Sonnenlichts). Der ägyptische Pharao "Echnaton" führte sogar einen Sonnenkult ein, bei dem es neben dem Sonnengott Aton überhaupt keine anderen Götter mehr geben durfte, die Sonne also als einzige Gottheit verehrt wurde.

Auch die alten Griechen besaßen einen Sonnengott, nämlich "Helios". Der Sage nach zog Helios jeden Tag in seinem von vier Pferden ("Feuerrosse") gezogenen "Sonnenwagen" über den Himmel, in gleicher Richtung wie die Sonne. Eine ähnliche Vorstellung gab es bereits bei den Ägyptern - der ägyptische Sonnengott reist mit der "Sonnenbarke" über den Himmelsbogen, nachts hingegen durchquert er das Wasser der "Unterwelt". Berühmt ist auch "Phaeton", der Sohn des Helios - er erbittet sich von seinem Vater, einen einzigen Tag lang den Sonnenwagen lenken zu dürfen. Der Wagen gerät jedoch außer Kontrolle und verlässt die gewöhnliche Umlaufbahn - die Folge ist katastrophal, denn die Welt geht in Flammen auf.

In vielen anderen Religionen spielt die Sonne ebenfalls eine wichtige Rolle. Weitere bekannte Sonnengottheiten waren "Surya" (bei den Indern), "Utu" (bei den Sumerern) und "Schamasch" (bei den Babyloniern). Auch die frühen Hochkulturen Mittelamerikas hatten Sonnengötter: "Tonatiuh" und "Huitzilopochtli" (bei den Azteken), "Itzamná" (bei den Maya) und "Inti" (bei den Inka). Und selbst Jesus, den die christliche Lehre als "Sohn Gottes" verehrt, könnte ursprünglich eine Personifizierung für die "Wiederauferstehung" der Sonne gewesen sein.

Es gab auch Sonnengöttinnen - zum Beispiel "Saule" (bei den Balten) und "Amaterasu" (bei den Japanern). Immer wieder sind es die Sonnengötter gewesen, die in der Vorstellung der Menschen siegreich gegen die Finsternis kämpften und die Erde so zu einem Ort des Lichts, des Lebens und der Fruchtbarkeit machten. Mit den Sonnenkulten feierte man die tägliche und auch die jahreszeitliche Wiederkehr der Sonne - teilweise war der Zweck von Opfergaben oder sonstigen Ritualen gerade diese Wiederkehr, die von den Menschen herbeigesehnt und erfleht wurde.

Die Entstehung von Sonne und Erde

Die Sonne versteckt sich hinter Wolken: unser Klima auf der Erde und die Erdatmosphäre sind ein Ergebnis des Zusammenspiels von Kräften der Erde und der Sonne. (Quelle: Jeanette Dobrindt || pixelio.de)

Die Wissenschaft geht davon aus, dass die Sonne vor vielen Milliarden Jahren entstanden ist. Demnach hat sich eine große Wolke aus Gas und Staub immer schneller um sich selbst gedreht, wobei sie sich immer mehr verdichtete. Durch die auftretenden "Fliehkräfte" verformte sich die Gas- und Staubwolke zu einer Scheibe. (Die "Fliehkraft" wird auch "Zentrifugalkraft" genannt - diese Kraft bezeichnet die Tendenz eines Körpers, sich einmal in Bewegung versetzt gleichförmig und geradeaus in immer derselben Richtung weiterzubewegen.) Im Zentrum der Scheibe fand sich fast alle Materie kugelförmig zusammen - hier entstand die Sonne. Am Rand der Scheibe hingegen bildeten sich die Planeten mit ihren Monden und andere kleinere Himmelskörper. Die neu entstandene Sonne zog sich immer mehr zusammen und wurde dadurch immer heißer - die Temperatur im Sonneninneren stieg auf mehrere Millionen Grad Celsius an.

Auch die Erde war kurz nach ihrer Entstehung vor etwa fünf Milliarden Jahren ein zunächst glühend heißer Ort. Erst langsam kühlte sich der Planet ab, so dass an der Oberfläche eine feste Kruste entstand. Die Sonne sorgte dafür, dass die abkühlende Erde schließlich ein einigermaßen gleichmäßiges und Leben begünstigendes Klima ausbildete. Ganz langsam entstanden zuerst in den "Urmeeren" die "Grundbausteine des Lebens" - Aminosäuren, Vorstufen der pflanzlichen und tierischen Eiweiße. Durch die Wärme der Sonne verdampfte Wasser in den Ozeanen, welches dann als Regen das Land fruchtbar machte. Mithilfe der Sonnenenergie wuchsen Pflanzen (man spricht von "Photosynthese") - Pflanzen wiederum sorgen dafür, dass andere Lebewesen Nahrung und Luft zum Atmen haben, denn bei der Photosynthese entsteht auch der Leben spendende "Sauerstoff", den wir Menschen und alle Säugetiere zum Atmen brauchen.

Daten und Fakten zur Sonne

Infrarotaufnahme des Zentrums der Milchstraße - die Sonne ist einer von sehr vielen Sternen, die gemeinsam um das Milchstraßenzentrum kreisen. (Quelle: Wikipedia || NASA)

Die Sonne ist im Durchmesser 1,4 Millionen Kilometer groß - das ist 110-mal mehr als der Erddurchmesser, der von Pol zu Pol gemessen 12.713 Kilometer beträgt. In den ganzen Körper der Sonne würden 1,3 Millionen Erdkugeln hineinpassen. Auch die Masse der Sonne ist riesig, nämlich 330.000-mal so groß wie die der Erde. 99,87 Prozent der Masse des gesamten Planetensystems entfällt allein auf die Sonne, während die Planeten und ihre Monde nur 0,13 Prozent der Gesamtmasse unseres Sonnensystems ausmachen. Im Universum gibt es allerdings noch sehr viel größere Sterne als die Sonne.

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Die Sonne dreht sich, wie die Erde auch, um ihre eigene Achse - dafür braucht sie etwa 26 Tage. Wegen der Bewegung der Erde um die Sonne muss sich diese jedoch noch zwei Tage länger um sich selbst drehen (also etwa 28 Tage), bis sie der Erde wieder genau die gleiche Seite zuwendet. Die Sonne ist gasförmig und dreht sich am Sonnenäquator schneller als in höheren Breiten, braucht dort also auch weniger Zeit für die Drehung um sich selbst. Die 26 Tage sind also ein mittlerer Wert - in den Polgegenden der Sonne dauert die Umdrehung rund 30 Tage, am Äquator dagegen nur 25 Tage.

Die mittlere Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt 149,6 Millionen Kilometer (von Mittelpunkt zu Mittelpunkt gemessen) - die Entfernung ändert sich, weil die Umlaufbahn der Erde um die Sonne die Form einer Ellipse hat (in deren einem Mittelpunkt die Sonne liegt). Den sonnennächsten Punkt der Erde nennt man "Perihel" - die Sonne ist dann 147,1 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Der sonnenfernste Punkt der Erde - "Aphel" genannt - liegt 152,1 Millionen Kilometer weit weg von der Sonne.

Reise der Sonne um das Milchstraßenzentrum

Die Sonne bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 250 Kilometern pro Sekunde und zieht dabei alle Planeten unseres Sonnensystems mit sich. (Quelle: tommyS || pixelio.de)

Die Sonne selbst dreht sich um das "Milchstraßenzentrum" - von diesem ist sie etwa 30.000 "Lichtjahre" entfernt. Als "Milchstraße" bezeichnet man unsere "Galaxie" - als "Galaxie" bezeichnet man ein System von Sternen, die alle um das gleiche Zentrum wandern.

Es gibt im Universum neben dem Milchstraßensystem also noch viele andere Galaxien. Ein "Lichtjahr" ist die Strecke, die das Licht im luftleeren Raum in einem Jahr zurücklegt - die Lichtgeschwindigkeit beträgt 300.000 Kilometer pro Sekunde. Mithilfe der Maßeinheit "Lichtjahr" kann man die riesigen Entfernungen im Weltall begreifbar machen. Um einmal das Milchstraßenzentrum zu umkreisen, braucht die Sonne rund 200 Millionen Jahre - man spricht auch von einem "Galaktischen Jahr".

Die Geschwindigkeit, mit der die Sonne das Milchstraßenzentrum umkreist, beträgt 250 Kilometer pro Sekunde. Zusätzlich bewegt sich die Sonne mit einer Geschwindigkeit von etwa 19,4 Kilometern pro Sekunde in Richtung eines Sterns namens "Wega". Natürlich werden alle Planeten unseres Sonnensystems von der durchs Weltall rasenden Sonne mitgerissen. Sich alle Bewegungen gleichzeitig vorzustellen ist gar nicht so leicht, denn man merkt von ihnen als Mensch auf der Erde bewusst ja gar nichts.

Tag-Nacht-Rhythmus und die Jahreszeiten

Bei einer Sonnenfinsternis schiebt sich der Mond zwischen Erde und Sonne. Da die Umlaufbahnen des Mondes um die Erde und der Erde um die Sonne schräg zueinander verlaufen, kommt es nur sehr selten zu diesem Ereignis. (Quelle: Joerg Trampert || pixelio.de)

Die Erde dreht sich nicht nur um die Sonne, sondern auch um sich selbst, und zwar von West nach Ost. Deshalb geht die Sonne im Osten auf und im Westen unter, man spricht vom "Tag-Nacht-Rhythmus" der Erde.

Außerdem steht die Erdachse schräg zu der Ebene, auf der sich die Umlaufbahn der Erde um die Sonne befindet. Dadurch ist beim Umlauf der Erde um die Sonne mal die Nordhalb- und mal die Südhalbkugel der Sonne zugewandt. Das ist dann auch der Grund für die Jahreszeiten.

Im Sommer ist die Nord- beziehungsweise Südhalbkugel der Sonne zugeneigt - es kommt mehr Licht und Wärme an, die Sonne steht mittags höher am Himmel und die Tage sind länger. Wenn auf der einen Halbkugel Sommer ist, dann ist auf der anderen Halbkugel Winter. In die Phasen dazwischen fallen die anderen beiden Jahreszeiten, nämlich der Frühling und der Herbst. Auf der Nordhalbkugel beginnt der Sommer am 21. Juni, der Winter hingegen am 21. Dezember - auf der Südhalbkugel ist es genau umgekehrt.

Sonne und Mond

Ob man den Mond ganz, halb oder gar nicht sieht, hängt damit zusammen, wie Erde, Sonne und Mond jeweils zueinander stehen. Der Mond strahlt nicht von selbst, er reflektiert das Sonnenlicht. (Quelle: Joerg Trampert || pixelio.de)

Bei einer Sonnenfinsternis spielt auch der Mond eine Rolle, indem er sich zwischen die Erde und die Sonne schiebt. Außerdem haben die Mondphasen (Neumond, zunehmender Mond, Vollmond, abnehmender Mond) damit zu tun, wie der Mond im Verhältnis zu Erde und Sonne steht.

Die Umlaufbahn des Mondes um die Erde verläuft schräg zur Umlaufbahn der Erde um die Sonne - zur Sonnenfinsternis kommt es nur, wenn beide Umlaufbahnen sich schneiden und der Mond dabei genau zwischen Erde und Sonne steht. (Wenn sich hingegen die Erde zwischen Mond und Sonne schiebt, kommt es zu einer Mondfinsternis.) Von der Erde aus kann man alle paar Jahre irgendwo eine Sonnenfinsternis beobachten - wer häufig eine Sonnenfinsternis beobachten will, muss in der Welt umher reisen.

Normalerweise läuft der Mond jedoch von der Erde aus gesehen "über" oder "unter" der Sonne vorbei - dann ist Neumond, denn die von der Sonne angestrahlte Seite des Mondes ist von der Erde aus nicht zu sehen. Die zu- oder abnehmende Mondsichel kann man sehen, wenn der Mond sich von der Sonne aus seitlich von der Erde befindet - von der Erde aus sieht man dann die beleuchtete Mondoberfläche zum Teil. Vollmond herrscht vor, wenn der Mond sich von der Sonne aus hinter der Erde befindet - von der der Sonne abgewendeten "nächtlichen" Erdhälfte sieht man dann die gesamte von der Sonne angestrahlte Mondoberfläche. Vom Mond sieht man auf der Erde immer nur die gleiche Seite - der Mond dreht sich nicht mehr um sich selbst (dies tat er früher einmal) und ist der Erde immer mit derselben Seite zugewandt. Das Zusammenspiel von Sonnen- und Mondmasse ist übrigens auch verantwortlich für Ebbe und Flut.

Erfahre im nun folgenden zweiten Teil, wie unsere Sonne aufgebaut ist und welche Reaktionen im Sonneninneren dafür verantwortlich sind, dass Energie erzeugt wird - die Sonnenenergie macht das Leben auf unserer Erde erst möglich.

letzte Aktualisierung: 04.04.2012

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