Kraft der Sonne
Wie produziert die Sonne ihre Energie? Welcher Prozess ist damit verbunden? Und wenn die Energie erst einmal produziert ist, wie gelangt sie dann zur Erde und versorgt unseren hellblauen Punkt?
Die schnelle Antwort ist, dass die Sonne (und alle anderen Sterne im Universum) in der Lage sind, Energie zu erzeugen, da sie im Grunde genommen riesige Bälle von Fusionsreaktionen sind.
Aber das sagt nicht wirklich viel aus, es sei denn, Sie wissen bereits, wie Sterne entstehen und wie Fusion funktioniert. Also lassen Sie uns die Dinge ein wenig herunterbrechen.
Wissenschaftler erklären diesen Prozess der stellaren Energieerzeugung, indem sie darauf zurückgehen, wie Sterne entstehen, was auf die Nebeltheorie zurückgeht. Diese Theorie besagt, dass die Kernreaktion im Inneren eines Sterns begann, als eine riesige Wolke aus Gas und Partikeln – bekannt als „Nebel“ – unter dem Druck der eigenen Schwerkraft kollabierte. Es ist dieser Kollaps, der schließlich den großen Lichtball in der Mitte unseres Sonnensystems hervorbrachte, da er einen Prozess auslöste, bei dem Atome aufgrund des Überdrucks und der Hitze zu verschmelzen begannen.
Speziell im Kern von Sternen, die etwa so groß wie die Sonne sind, wird Energie erzeugt, wenn sich Wasserstoffatome (H) umwandeln und zu Helium (He) werden. Bei diesem Fusionsprozess bleibt ein Teil der Materie der fusionierenden Kerne nicht erhalten, sondern wird in Photonen umgewandelt. Wie viel Energie produziert unsere Sonne? Nun, in einer einzigen Sekunde fusioniert die Sonne etwa 620 Millionen Tonnen Wasserstoff in ihrem Kern. Das bedeutet, dass die Sonne in nur einer Sekunde genug Energie produziert, um New York City für etwa 100 Jahre mit Strom zu versorgen.
Größere Sterne haben mehr Hitze und Druck; dadurch sind sie in der Lage, schwerere Elemente miteinander zu verschmelzen. Da schwerere Elemente verschmolzen werden, gibt es mehr Materie, die nicht konserviert wird, und ergo gibt es mehr Hitze und Druck.
Where Earth Fits In
Diese Verbindung von Atomen wird als Kernfusion bezeichnet. Und wie schon erwähnt, ist es ein Prozess, der eine enorme Menge an Energie in Form von Wärme und Licht freisetzt. Vor allem die Schichten der Sonne tragen dazu bei, dass die Sonnenenergie weit genug verteilt wird, um das Leben auf unserem Planeten zu erhalten.
99 % der von der Sonne erzeugten Energie findet im Kern statt. Jenseits dieser Schicht hat die Kernfusion fast vollständig aufgehört. Der Rest der Sonne wird durch die Energie aufgeheizt, die sich vom Kern durch die verschiedenen Schichten nach außen bewegt und schließlich die äußere Schicht erreicht und als Sonnenlicht oder Teilchenenergie in den Weltraum entweicht.
Die nachfolgenden Schichten der Sonne sind die Strahlungszone, die Konvektionszone und die Photosphäre. Diese Schichten werden immer kühler, je weiter sie vom Kern entfernt sind. In den meisten von ihnen finden keine Fusionsreaktionen mehr statt. Wenn diese Wärme und Energie die Erde erreicht, filtert die Ozonschicht der Atmosphäre einen Großteil der ultravioletten Strahlung der Sonne, lässt aber einen Teil durch. Diese Energie ist essentiell für das Leben auf unserem Planeten.