Sonne

Die Sonne ist der nächste Stern, durchschnittlich 149,7 Millionen Kilometer von uns auf der Erde entfernt. Das Licht braucht acht Minuten, bis es von dort kommend bei uns eintrifft; wir schauen also sozusagen 8 Minuten in die Vergangenheit.

Leben auf der Erde wäre ohne Sonne unmöglich. Die Erde verfügt zwar noch über eine "innere" Wärmequelle, den Erdkern, der ebenso heiß wie die Sonne auf ihrer Oberfläche ist, etwa 6000 K, doch würde ohne die Energie der Sonne die Oberfläche in Kürze gefrieren, die Atmosphäre flüssig werden und abregnen.

Interessante Fakten

• Jede Sekunde verliert die Sonne 4 Millionen Tonnen an Masse durch die Kernreaktionen, und gibt die entsprechende Menge Energie als Strahlung ins Weltall ab. Das muss uns aber nicht besorgen, denn ihre Masse beträgt derzeit etwa 2·10³⁰ kg. Nimmt man ein Alter von etwa 4,6 Milliarden Jahren an (das wären dann 1,45·10¹⁷ Sekunden), dann hat sie seither 5,8·10²⁶ kg verloren, also 0,3 Promille.
• Energie wird im Kern durch Kernfusion frei; diese wird durch Neutrinos und Photonen nach außen transportiert. Während die Neutrinos aus dem Kern der Sonne nach gut 8 Minuten bis zu uns gelangen, ohne irgendwie abgelenkt zu werden, gestaltet sich der Weg für das Photon wesentlich weniger geradlinig - eher wie in einem riesigen Spiegelkabinett. So benötigt jedes einzelne Photon für seinen Weg bis zur Oberfläche zwischen 10000 und 170000 Jahre, da es aber zudem wieder absorbiert und etwas später wieder emittiert wird, dauert es noch viel länger. Man hält eine Dauer von 17 Millionen Jahren für plausibel.
• Obwohl Mond und Sonne in ihrer Entwicklung und in ihrer Lage relativ zur Erde überhaupt nichts miteinander zu tun haben, erscheinen sie auf der Erde nahezu gleich groß, sodass es Bedeckungen der Sonne durch den Mond geben kann - eine Sonnenfinsternis. 

Eine solche habe ich selbst erlebt, und zwar in der Türkei. Hier ist ein kurzer Erfahrungsbericht zur Sonnenfinsternis 2006.

(1999 stand ich in Deutschland unter Wolken.)

Sonnenflecken

Die Sonne sieht für uns nur so makellos glänzend aus, weil sie so hell ist. Tatsächlich kann man auf der Sonnenoberfläche Unregelmäßigkeiten entdecken, etwa hellere Stellen (Flares) und insbesondere die auffälligen dunklen Sonnenflecken.

Dabei sind diese Flecken keinesfalls kalt: Übliche Temperaturen liegen bei 4500 K, nur ist das so viel weniger als die Umgebung, dass sie dunkel erscheinen. Mit einer Sonnenfilterfolie vor dem Objektiv kann man bereits brauchbare Ergebnisse erzielen. Noch besser ist es, die Kamera mit einem Teleskop zu verbinden:

Das sind keine Flecken auf der Linse, sondern wirklich Flecken auf der Sonnenoberfläche. Die Zahl der Flecken ändert sich über die Jahre je nach Sonnenaktivität. Mit einer hohen Fleckenanzahl ist mit einer hohen Aktivität zu rechen und damit auch mit Polarlichtern - siehe unten.

Die Aufnahme entstand an einem MEADE LX 200, zusammen mit einer Sony a7iii.

Polarlichter

Das Nordlicht, Polarlicht oder Aurora borealis ist eine Erscheinung, welche von der Sonne ursprünglich hervorgerufen wird, und deshalb passt dieses Thema in diesen Abschnitt, auch wenn die Sonne selbst nicht zu sehen ist. Die Sonne schickt fortwährend neben Licht auch Partikel ins All, hauptsächlich Protonen, was Sonnenwind genannt wird. Die Partikel sind elektrisch geladen und werden, wenn sie hier eintreffen, vom Erdmagnetfeld abgelenkt, sodass sie eigentlich im großen Bogen um die Erde herumgelenkt werden müssten. Über den Polen tritt das Erdmagnetfeld jedoch senkrecht aus, sodass die Partikel entlang der Feldlinien dort in die Atmosphäre stürzen und deren Teilchen zum Leuchten bringen. Diese Leuchterscheinung ergibt dann das Polarlicht.

Wie beschrieben, passiert das nur dort, wo die Feldlinien nicht wie ein Schild den Ansturm abprallen lassen, sondern wie in einem Trichter zur Erde hinabführen, und deshalb müssen wir normalerweise weit in den Norden reisen, um sie sehen zu können. (Natürlich kann man diese Erscheinungen auch in der Nähe des Südpols sehen, wo sie entsprechend Aurora australis genannt wird, doch dazu müsste man bis ganz hinab zur Antarktis reisen, einschließlich mehrtägiger Schifffahrt. Dann doch lieber in den Norden.)

Damit es Polarlichter gibt, sind mehrere Faktoren von Bedeutung:

• Die Sonne weist eine höhere Aktivität auf und stößt eine große Menge Partikel aus.
• Der Partikelstrom weist eine hohe Energie und Dichte auf.
• Das Magnetfeld des Partikelstroms muss "richtig" gepolt sein, damit es an das Erdmagnetfeld ankoppelt und sich nicht wegsträubt. Man kann das gut mit Magneten vergleichen: Nordpol zieht Südpol und umgekehrt an; gleiche Pole stoßen sich ab.
• Es muss klare Sicht herrschen. Wolken sind immer Mist.
• Es muss dunkel sein. Deshalb kann man die Polarlichter im Norden nur im Winter sehen.

2024 ist ein Jahr mit außergewöhnlich hoher Sonnenaktivität. (Das hat übrigens nichts mit dem Klimawandel oder heißen Tagen im Sommer zu tun.) Diese Aktivität führt dazu, dass sogar in weit südlicheren Gebieten Polarlichter zu sehen sind. Bislang war es im Idealfall bestenfalls möglich, weit im Norden Deutschlands ein leichtes rotes Schimmern zu sehen, doch dieses Jahr reichen die Erscheinung sogar bis nach Spanien oder Italien. Das Erdmagnetfeld ist einem extremen Sonnenwind-Bombardement ausgesetzt. Uns Menschen macht das nichts aus, sehr wohl können aber Satelliten gestört werden, es kann sogar zu Lastspitzen in Überlandleitungen kommen.

Hier sind ein paar Fotos von Polarlichtern über meiner Heimatstadt Karben zu finden.