Astro AG Stufe 6 und 7: Die Sonne

von Amina Neif (7A), Jan Hoelbling (6A), Lian Wessela (7D), Rieke Bleckmann (7A)

Unsere Sonne – das Zentrum des Sonnensystems

Unsere Sonne bildet das Zentrum unseres Sonnensystems. Ihr Durchmesser beträgt 1,4 Millionen Kilometer, also das ca. 111-fache des Erddurchmessers. Vom Volumen her passt die Erde ca. 1,4 Millionen Mal in die Sonne. Die Sonne befindet sich im äußeren Drittel der Milchstraße. Die Milchstraße ist unsere Galaxie, in der wir leben.

Durch die Sonne bekommen wir täglich Licht und Wärme. Die Sonne ist wie ein Ofen: Im Inneren wird Gas verbrannt und in Energie umgewandelt. Diese Energie sehen wir in Form von Licht und Wärme.

Der große Stern in der Mitte unseres Sonnensystemes ist eine glühende Gaskugel. Die Sonne besteht aus 73,5 % Wasserstoff (H) und aus 25% Helium (He). Die restlichen 1,5% sind viele verschiedene Elemente.

Die Sonne funktoniert folgendermaßen:

•         In ihrem Inneren wird Wasserstoff zu Helium verbrannt

•         Dadurch wird Energie (in Form von Licht und Wärme) ausgestoßen

Damit das Licht auf unsere Erde kommt, braucht es 8 Minuten und 20 Sekunden. Das heißt, dass alles, was auf der Sonne zu sehen ist, 8 Minuten und 20 Sekunden früher passiert sein muss. Ein Beispiel: Wenn die Sonne ,,ausgehen‘‘ würde, hätten wir noch 8 Minuten und 20 Sekunden Sonnenlicht. Dann würde alles dunkel werden.

Die Sonne ist die Mitte unseres Sonnensystems. Die Sonne ist 149 Mio. Kilometer von der Erde entfernt das entspricht 1AE. Sie besitzt eine scheinbare Helligkeit von −26,74 mag. Sie ist ein gelber Zwergstern.

Die Sonne besteht aus fünf Schichten: Die Chromosphäre, die Photosphäre, die Konvektionszone, die Strahlungszone und der Kern.  Die unterschiedlichen Schichten sind unterschiedlich warm. Z.B. ist die äußerste Schicht also die Chromosphäre 5-10 Tausend Grad heiß und die innerste `Schicht` also der Kern ist 15 Mio. Grad heiß. Auf der Photosphäre (die übriges 5-7 Tausend Grad heiß ist) ist die Schicht in der man die Sonnenflecken beobachten kann. Die Flecken sind meistens ungefähr 5 Tausend Grad heiß. Dadurch erscheinen die Sonnenflecken dunkler.

Es gibt bei der Sonne auch einen sogenannten ´11 Jahre Zyklus´, wo die Aktivität steigt und sinkt. Das heißt, dass alle 11 Jahre die Aktivität der Sonne steigt und dann wieder weniger wird. Man erkennt diesen 11 Jahres Zyklus an denn Sonnenflecken, denn die wandern vom Norden und vom Süden immer weiter in die Mitte der Sonne. Also wenn sie dann in der Mitte sind, bilden sie gefühlt eine Linie, dann ist die Aktivität der Sonne am höchsten und es können vermehrte oder heftigere Sonnenstürme auftreten. Hier noch ein Beispiel:

Protuberanzen

Protuberanzen sind nur wegen der ‚‚Magnetschläuche‘‘ der Sonne möglich, wenn diese nämlich aus ihrem natürlichen Muster geraten und gewaltige Bögen über der Sonne formen. Dabei nehmen sie Plasma von der Sonne mit.

Astro AG Stufe 8-EF: Sonnenflecken und Protuberanzen

von Theodor Krebs (Klasse 8C) und Julia Hornbostel (Klasse 8) – Astro AG

Sonnenflecken

Sonnenflecken sind Stellen innerhalb der Photosphäre der Sonne, die dunkler sind als der Rest von ihr. Sie sind kühler und senden deshalb weniger (sichtbares) Licht aus, ungefähr 30%.

Entstehung:
Sonnenflecken entstehen durch eine
Art Magnetfeldstörung der Sonne.
Genauer gesagt kommt es innerhalb
eines magnetischen Zyklus‘ (circa 22 Jahre) zu Magnetfeldverzerrungen in ihrem Inneren, so dass Magnetfeldlinien durch die Photosphäre brechen und bis in die Korona aufsteigen, und anschließend wieder zurückkommen. Deswegen treten Sonnenflecken an den Durchbruchstellen immer paarweise auf. Dadurch wird die Konvektion gestört, das heißt, dass der Wärmetransport aus dem Inneren der Sonne verringert wird.

Umbra und Penumbra

• Aufnahmedaten:
• Datum: 28.03.2022
• Zeit: 09:52:51 UT bis 09:53:51 UT
• Aufnahme des Videos: FireCapture
• Videodauer: 60s
• Belichtung pro Frame: 0.6 ms
• Stacking: Autostakkert.
• Verwendungsrate: 5% von 1488 Frames
• Kamera: ZWO ASI174MM Mini
• Filter:0,5A SolarSpectrum Ha-Filter
• Teleskop: TEC160FL
  

Die Sonne hat eine Oberflächentemperatur von ca. 6000°C Die Sonnenflecken, die sozusagen im Kern liegen (auf dem Bild dunkel), haben „nur“ eine Oberflächentemperatur von ca. 4000 °C. Das sind die Stellen, wo die Magnetfeldlinien ungefähr senkrecht zur Oberfläche stehen. Diese Zentren werden auch „Umbra“ genannt. Dann gibt außerdem noch die „Penumbra“. Diese haben eine Oberflächentemperatur von ungefähr 5000-5500°C, und sind die Stellen der Sonnenflecken wo die Magnetfeldlinien ungefähr parallel zur Sonnenoberfläche stehen.

Sonnenprotuberanzen

Sonnenprotuberanzen sind leuchtende Plasmawolken im Magnetfeld der Sonne. Diese sind rund 1500K kälter als die Sonnenoberfläche. Umgerechnet in Grad Celsius sind sie ca. 1200 °C kälter. Daher sind sie auf der Oberfläche der Sonne als dunkle Filamente zu sehen und am Rand als helle „Bögen“. Sonnenprotuberanzen haben oft eine Höhe von 40.000 km, können eine Länge von hunderttausenden Kilometern und eine Breite von 5.000 km haben. Die Erde hat zum Vergleich gerade mal einen Durchmesser von gut 12.700 km. Somit sind die Protuberanzen deutlich größer als die Erde.

Hierbei gibt es zwei verschiedene Arten Protuberanzen: ruhende Protuberanzen und eruptive Protuberanzen. Ruhende Protuberanzen sind stabilere Protuberanzen, welche von einem Magnetfeld festgehalten werden. Bei eruptiven Protuberanzen „zerbricht“ das Magnetfeld und die Masse wird explosiv ins Weltall geschleudert. Sonnenprotuberanzen lassen sich gut im roten Ha-Licht beobachten.

Quellen:   Sonnenfleck – Wikipedia, Protuberanz – Wikipedia,