Warum leuchtet die Sonne?
Klar, die Sonne ist ein Stern – und Sterne leuchten. Darin unterscheiden sie sich von Planeten wie Venus oder Mars, die ja nicht selbst Licht aussenden, sondern nur das Licht der Sonne wie ein Spiegel zurückwerfen.
Aber warum leuchtet die Sonne überhaupt? Sie besteht aus den Gasen, die bei ihrer Entstehung in der kosmischen Wolke enthalten waren – nämlich aus Wasserstoff und Helium. Das sind die „Zutaten“, aus denen praktisch alle Sterne bestehen. Wasserstoff und Helium sind zwei chemische Elemente. Und wie alle Materie – also wie alles, was es im Universum und auch bei uns auf der Erde gibt – setzen sie sich aus Atomen zusammen. Jedes Atom hat innen einen Kern. Er besteht aus verschiedenen Teilchen, die Protonen und Neutronen genannt werden. Und um den Kern herum flitzen andere noch viel kleinere Teilchen, die man als Elektronen bezeichnet.
LG Ultralink/Wikipedia
Nun ist es so, dass sich bei jedem chemischen Element die Anzahl dieser Teilchen unterscheidet. Der Kern von Wasserstoff hat nur ein einziges Teilchen, ein Helium-Kern dagegen vier – und andere chemische Elemente noch viel mehr.
Jetzt schauen wir, was tief im Inneren der Sonne mit diesen Atomen passiert: Da ist es extrem heiß – bis zu 15 Millionen Grad Celsius! Und es herrscht ein unvorstellbar großer Druck. Dadurch werden die Wasserstoff-Atome zusammengequetscht. Und zwar so stark, dass ihre Kerne verschmelzen. Aus vier Atomkernen des Wasserstoffs entsteht ein neuer Atomkern. Und wenn du oben aufgepasst hast, weißt du auch, was dabei herauskommt: Denn ein Atomkern, der sich aus vier Teilchen zusammensetzt – das ist der Kern eines Helium-Atoms. So werden tief im Inneren der Sonne andauernd riesige Mengen Wasserstoff in Helium verwandelt.
Wenn Atomkerne verschmelzen, nennt man das Kernfusion. Das Besondere dabei ist, dass der neue Heliumkern etwas leichter ist als die vier Wasserstoff-Kerne zusammen, aus denen er entstanden ist. Der neue Helium-Kern hat also etwas weniger Gewicht – wobei Fachleute lieber von „Masse“ als von „Gewicht“ reden. Ein bisschen Masse bleibt daher jedesmal übrig. Und diesen überflüssigen Teil an Masse, den der neue Helium-Kern nicht benötigt, gibt er ab – und zwar in Form von Strahlung. Tja, und genau das ist die Strahlung, die von der Sonne ausgeht und sie zum Leuchten bringt.
Eigentlich seltsam, oder? Da bleibt etwas Masse übrig und daraus wird dann Strahlung? Das ist wirklich sehr kompliziert. Wir verstehen das erst, seit es der berühmte Physiker Albert Einstein vor etwas mehr als 100 Jahren herausgefunden hat. Denn er erkannte, dass Masse in Energie verwandelt werden kann – und Strahlung ist ja Energie. Aber Moment mal! Wenn da in der Sonne andauernd Masse in Energie verwandelt wird, dann müsste die Sonne ja jede Menge Masse verlieren? Ja, genau das passiert andauernd! Die Sonne verliert in jeder Sekunde 4 Millionen Tonnen! Aber sie ist so groß, dass sie trotzdem noch rund 5 Milliarden Jahre lang strahlen wird.
Auch hier noch mal das Wichtigste aus diesem Absatz zusammengefasst: Im Inneren der Sonne herrschen sehr hohe Temperaturen und ein enormer Druck. Das führt dazu, dass Atomkerne verschmelzen und so das Gas Wasserstoff in das andere Gas Helium verwandelt wird. Das wird Kernfusion genannt. Dabei entsteht Strahlung und deshalb leuchtet die Sonne.