Sonnenfinsternis – unser Heimatstern hautnah

Sonnenfinsternis, (c) C. Preuß, 01-08-2008In den Vormittagsstunden des 20. März kommt es über Deutschland zu einer teilweisen Sonnenfinsternis. Vom Siebengebirge aus gesehen schiebt sich der Mond über die Sonnenscheibe und verdeckt sie dabei um fast 80%. Wir können das Ereignis live beobachten, vorausgesetzt die Wolken verdecken nicht die Sicht und Sie schützen Ihre Augen mit Hilfe einer speziellen Sonnenfinsternisbrille und nicht etwa einer einfachen Sonnenbrille. Im Internet finden sich bereits viele Veröffentlichungen, die sich mit dem genauen Ablauf der Sonnenfinsternis befassen und wie man sie beobachten kann. An dieser Stelle möchte ich einmal ‘hinter die Kulissen’ blicken.

Foto oben: Die teilweise Sonnenfinsternis am 1. August 2008 konnte ich aus dem Siebengebirge durch Wolkenlücken hindurch fotografieren, (c) Christian Preuß

Wenn sich der Mond am Himmel vor die Sonne schiebt, dann erscheint er uns aus unserer Perspektive genauso groß wie sie. Dieser Eindruck täuscht jedoch gewaltig. Nur zufällig erscheint es uns am Erdhimmel so, als hätten Mond und Sonne den gleichen Durchmesser. Eine Laune der Natur. Aber was genau ist Was ist die Sonne eigentlich?

Wir sind alle Raumfahrer

Wir sind Raumfahrer. Unser Raumschiff heißt Erde und rast mit einer Geschwindigkeit von 30 Kilometern pro Sekunde um die Sonne. Ein Jahr, also 365 Tage, benötigt sie für einen Umlauf. Während ihrer Bewegung wird die Erdkugel von der Sonne angestrahlt. Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst, daher erleben wir den steten Wechsel von Tag und Nacht. Wir verdanken es diesem Wechselspiel aus Sonnen- Einstrahlung und Ausstrahlung, dass die Erdoberfläche auf einer Temperatur gehalten wird, die unseren Planeten für Lebensformen unterschiedlichster Art bewohnbar macht. Pflanzen sind in der Lage, das Sonnenlicht chemisch zu binden. Menschen und Tiere leben von dieser in den Pflanzen gespeicherten Sonnenenergie.
Sonne mit Sonnenflecken, (c) C. PreußFoto oben: merkwüdige und dunkle Flecken sind auf der Oberfläche der Sonne zu sehen. (c) C. Preuß, 1.07.2014

Sterne, wie Sand am Meer

Die Sonne ist nur einer von rund 200 Milliarden Sternen, die gemeinsam unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, bevölkern. Astronomen schätzen die Gesamtzahl aller Galaxien, im sichtbaren Universum , auf mehrere hundert Milliarden. Das bedeutet, dass es mehr Sterne im Universum gibt, als Sandkörner an allen Stränden der Erde zusammen genommen. Wie man heute weiß, werden wohl die meisten dieser Sterne auch von eigenen Planeten umkreist, so wie unsere Erde und die Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun unseren Heimatstern Sonne umkreisen. Rund 2000 Planetenkandidaten um andere Sterne hat man bisher ausgemacht. Mehr als 1000 sind bereits nachgewiesen und fast täglich entdecken die Astronomen neue dieser exotischen und weit entfernten Welten. Ist das Leben auf der Erde einzigartig oder gibt es in den Weiten des Alls etwa auch Leben? Wimmelt das Universum gar von unterschiedlichsten Lebensformen aller Art? Die meisten Astronomen sind heute davon überzeugt, dass außerirdisches Leben existiert. Alleine es zu finden, gleicht der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Die Chancen einer solchen Entdeckung sind in jüngster Zeit jedoch gestiegen. Immer bessere Teleskope und Beobachtungstechniken erlauben uns einen immer schärferen Blick ins Weltall. Vielleicht wird der wissenschaftliche Nachweis außerirdischen Lebens bereits Menschen unserer Generation möglich sein.

Ein Stern namens Sonne

Derweil bleibt unsere Sonne der wichtigste Stern für das Leben auf der Erde. Sie ist im Grunde ein riesiger heißer Gasball. In ihrem Inneren arbeitet ein gigantisches Kernkraftwerk. Bei einer Temperatur von 15 Millionen Grad Celsius verschmelzen Wasserstoffkerne zu Heliumatomen. Die dabei frei werdende Energiemenge strahlt die Sonne bereits seit rund fünf Milliarden Jahren in den Weltraum ab. Am Himmel erscheint uns die Sonne zwar sehr hell aber nur so groß wie der Mond, der die Erde in einer Entfernung von lediglich 380.000 Tausend Kilometern umkreist. Die Sonne ist jedoch viel weiter, nämlich rund 150 Millionen Kilometer, von unserem blauen Planeten entfernt. Sie ist so riesig, dass unsere Erde über eine Millionen Mal in sie hineinpassen würde, während der Mond nur auf einen halben Erddurchmesser kommt. Nur ganz zufällig haben beide an unserem Himmel den gleichen scheinbaren Durchmesser.

Die Sonne im Licht des leuchtenden Wasserstoffs, (c) C. Preuß, 02-09-2014Foto oben: Die Sonne im Licht des leuchtenden Wasserstoffs (h-alpha) und fotografiert durch das Sonnenteleskop des Autors, (c) C. Preuß, 2.09.2014

Die Energie der Sonne ist der Motor aller Wetterkreisläufe auf der Erde und wird mittlerweile auch erfolgreich zur Stromerzeugung und Wärmenutzung eingesetzt. Die Sonnenenergie können wir auf der Erde in elektrische Energie, umgangssprachlich als Solarstorm bezeichnet, umwandeln. Solarstrom zählt zu den erneuerbaren Energien. Diese Energieform steht tagsüber und täglich zur freien Verfügung. Nach menschlichen Maßstäben betrachtet, stellt sie eine schier unerschöpfliche Energiequelle dar. Der weltweite Bedarf an Energie ist dabei fast 3000 Mal geringer als die von der Sonne täglich auf die Erde abgegebene Solarenergie. In solarthermischen Kraftwerken kann der Mensch Strom erzeugen, oder man wandelt die Sonnenenergie direkt in elektrischen Strom um. Man nutzt die Eigenschaft, dass die Strahlung der Sonne genügend Energie besitzt, um beim Auftreffen auf Oberflächen Elektronen aus ihrem Verband zu lösen. Solarmodule gestatten die Nutzung dieses Photovoltaischen Effektes, um Strom zu erzeugen. Den Ressourcenverbrauch auf der Sonne kann man im Verhältnis zur menschlichen Zeitrechnung getrost vernachlässigen, da die Sonne eine voraussichtliche Brenndauer von noch etwa fünf Milliarden Jahren hat.

Sonnenbeobachtung im Siebengebirge

Die Vorgänge auf unserer Sonne können bei Einsatz eines geeigneten Instrumentariums direkt beobachtet werden. Warnhinweis: Man darf auf gar keinen Fall mit bloßem Auge oder durch ungeschützte Teleskope und Ferngläser in die Sonne gucken. Schwere Augenschäden oder die völlige Erblindung werden dann die Folge sein. Führen Sie auch niemals gefährliche Experimente mit selbst gebauten Filtern durch, die von ungenügender Qualität sind und das helle Sonnenlicht nicht ausreichend abschirmen. Nur durch spezielle Sonnenfilter aus dem optischen Fachhandel, die lediglich einen geringen Bruchteil des Sonnenlichts passieren lassen, oder durch sogenannte h-alpha Sonnenteleskope, kann man gefahrlos die Sonne betrachten. So ausgerüstet zählt die Beobachtung unserer Sonne dann zu den faszinierendsten Beschäftigungen in der Hobbyastronomie.

Nachts und bei klarem Himmel sehen wir zahllose kleine Lichtpunkte am Himmel. Auch betrachtet durch ein Teleskop erscheinen sie uns weiterhin punktförmig, mit unterschiedlicher Helligkeit und Farbe. Es sind Sterne wie unsere Sonne, die jedoch dutzende, hunderte oder tausende Lichtjahre von uns entfernt sind. Also zu weit weg, um mehr auf ihren Oberflächen erkennen zu können. Tagsüber können wir jedoch einen sehr detaillierten Blick auf den Stern werfen, der unserer Erde am nächsten steht, unsere Sonne. Durch ein Teleskop mit speziellem Sonnenfilter (den man unbedingt verwenden muss!) erkennen wir ihre wahre Kugelgestalt, sehen riesige Sonnenflecken und Gasblasen (Granulation) auf ihrer brodelnden Oberfläche. Bei den sich täglich ändernden Sonnenflecken, die schon Galileo Galilei um 1610 mit seinem ersten Fernrohr beobachtet hat, handelt es sich um kühlere Regionen in der sogenannten Photosphäre, die das menschliche Auge als dunkle Stellen wahrnimmt. Könnte man einen solchen Sonnenfleck an den dunklen Nachthimmel versetzen, würde er immer noch einhundert mal heller als der Vollmond scheinen. Einzelne Sonnenflecken können leicht die mehrfache Größe unserer ganzen Erde erreichen.

Sonne in h-alpha, (c) C. PreußFoto oben: Keine totale Sonnenfinsternis, hervorgerufen durch den Mond, sondern eine Aufnahme durch ein h-alpha Sonnenteleskop, bei der ich erst mittels Bildbearbeitung eine schwarze und kreisrunde Maske über die Sonnenoberfläche gelegt habe. (c) C. Preuß, 7.09.2014

Blickt man durch ein spezielles h-alpha Sonnenteleskop, sieht man die Sonne plötzlich im roten Licht des leuchtenden Wasserstoffs. Wir blicken in die sogenannte Chromosphäre, einer Gasschicht über der Photosphäre. Hier erkennen wir Flares, helle Sonnenausbrüche, und fast filigran wirkende Filamente, gewaltige Sonneneruptionen. Besonders beeindruckend sind die am Sonnenrand sichtbaren Eruptionen, Protuberanzen genannt. Dabei handelt es sich um Auswürfe von Sonnenmaterie, die im Größenvergleich zur Erde wahrhaft gigantische Dimensionen annehmen können. Alle diese Eindrücke lassen sich auch fotografisch festhalten. – Bleiben Sie neugierig! C. Preuß

Mein Veranstaltungstipp: Himmlische Aussichten – Astronomie-Wochenende in Bad Honnef

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