Wie die Sonne entstanden ist – und wie sie sterben wird | Quarks
Summary
TLDRDieses Video script erzählt die Geschichte der Sonne, von ihrer Geburt vor 4,7 Milliarden Jahren aus einem Gas- und Staubnebel bis zu ihrer heutigen Stabilität und ihrer zukünftigen Entwicklung. Es beschreibt die Sonne als eine scheibenförmige Struktur, die durch das Zusammenstürzen von Materie und die Überwältigung durch Schwerkraft entstanden ist. Detailliert wird die Prozession der Kernreaktionen und die Entstehung der Sonnenkorona sowie die magnetischen Felder erläutert. Darüber hinaus wird das Mission Sunrise-Projekt vorgestellt, das hochauflösende Bilder der Sonne erstellt, um ihre magnetischen Felder und die Dynamik der Sonnenkorona zu untersuchen. Abschließend wird die zukünftige Evolution der Sonne, einschließlich ihrer Expansion zu einem roten Riesen und ihrem letzten Stadium als weißer Zwerg, dargelegt.
Takeaways
- 🌌 Die Sonne entstand vor 4,7 Milliarden Jahren an der Peripherie einer Spiralgalaxie aus einem Gas- und Staubnebel.
- 💥 Ein Supernova-Explosion in der Nähe des Nebels löste durch Druckwellen die Bildung der Sonne aus.
- 🌀 Die Materie begann instabil zu werden und sich zu einer flachen Scheibe zu drehen, was zur Bildung der Sonne führte.
- 🔥 In der Mitte der Scheibe verschmolzen Wasserstoffkerne zu Heliumkernen, was die Sonne zum brennen brachte.
- 🌡 Die Sonne hat eine Kerntemperatur von 15 Millionen Grad Celsius und eine Oberflächentemperatur von 5500 Grad Celsius.
- 🌀 Auf der Sonne gibt es eine konvektionsbedingte Oberflächenstruktur, bei der heiße Gase in Bögen aus der Sonne herausschießen.
- 🌐 Die Sonne sendet seit 4 Milliarden Jahren konstant Licht und Energie an die Erde, die unseren Planeten erwärmt und erleuchtet.
- 🚀 Die Mission Sunrise ist das größte Sonnenteleskop, das jemals den Erdboden verlassen hat und wurde am 8. Juni 2009 gestartet.
- 🔭 Das Sunrise-Teleskop erreicht eine Auflösung, die Strukturen kleiner als 100 Kilometer auf der Sonne erkennen kann.
- 🧲 Die Magnetfelder der Sonne könnten das Rätsel der erhöhten Temperatur der Sonnenkorona (bis zu 5 Millionen Grad Celsius) lösen.
- 🌑 Die Sonne wird in etwa 10 Milliarden Jahren ihr Licht auslöschen, nachdem sie ihre Hülle abgeworfen und zu einem weißen Zwerg geworden ist.
Q & A
Woher stammt der Name der Mission 'Sunrise'?
-Der Name 'Sunrise' bezieht sich auf das Ziel der Mission, die Sonne in einer noch nie dagewesenen Auflösung zu untersuchen und neue Erkenntnisse über die Sonne zu gewinnen.
Wie alt ist die Sonne und wie lange wird sie noch brennen?
-Die Sonne ist etwa 4,7 Milliarden Jahre alt und wird aufgrund ihrer Masse und Brennstoffvorkommen für weitere Milliarden von Jahren brennen, bis sie letztendlich in einen Weißen Zwerg übergeht.
Was passierte, als ein großer weißer Stern an der Peripherie der Sonne explodierte?
-Die Druckwelle einer Explosion eines großen weißen Sterns verdichtete das Gas in der Umgebung, was zu einer Materieansammlung und einem erhöhten Drehgeschwindigkeit führte, was schließlich zur Bildung der Sonne beigetragen hat.
Wie entsteht die magnetische Aktivität auf der Sonne?
-Die magnetische Aktivität der Sonne entsteht, weil sie aus heißem, geladenem Gas besteht, das ständig in Bewegung ist. Diese Bewegungen erzeugen elektrische Ströme, die wiederum Magnetfelder produzieren.
Was ist die Temperatur in der Sonne und wie lange braucht es, bis Licht von ihrem Kern zur Oberfläche gelangt?
-Die Temperatur im Inneren der Sonne beträgt etwa 15 Millionen Grad Celsius. Das Licht braucht mehr als 100.000 Jahre, bis es von ihrem Kern zur Oberfläche gelangt.
Was ist die Corona und wie kann man sie beobachten?
-Die Corona ist ein Kranz aus dünnen, heißen Gasen, die von starken Magnetfeldern gehalten werden. Sie lässt sich nur während einer Sonnenfinsternis direkt beobachten.
Wie funktioniert der Aufbau der Sonne und was passiert in ihrer Konvektionsschicht?
-In der Konvektionsschicht der Sonne wälzen sich gigantische Gasmassen nach oben, kühlen ab und sind wieder ins Innere zurück. Dies führt zur Bildung der körnigen Struktur der Sonne.
Was ist das Ziel der Mission Sunrise und wie funktioniert das Teleskop?
-Das Ziel der Mission Sunrise ist es, die Sonne in einer noch nie dagewesenen Genauigkeit zu untersuchen. Das Teleskop wird von einem Heliumballon mit einem Durchmesser von 100 Metern in 35 km Höhe getragen, um die Sonne über 99 Prozent der Erdatmosphäre hinweg zu beobachten.
Was sind die magnetischen Felder der Sonne und wie können sie die Sonne beheizen?
-Die magnetischen Felder der Sonne können die Lösung für das Rätsel der sogenannten Coronaheizung liefern, bei der die äußere Hülle der Sonne bis zu 1000-mal so heiß ist wie ihre Oberfläche. Die genaue Mechanik, wie sie die Corona aufheizen, ist noch Gegenstand der Forschung.
Was wird passieren, wenn die Sonne ihr Leben beendet und wie lange wird das dauern?
-Die Sonne wird in etwa 5 Milliarden Jahren ihren Kernausbrennstoff verbraucht haben und wird sich dann zu einem roten Riesen entwickeln. Schließlich wird sie ihre äußere Hülle abgeben und als Weißer Zwerg enden, was insgesamt etwa 10 Milliarden Jahre dauern wird.
Outlines
🌞 Entstehung und Aufbau der Sonne
Der erste Absatz beschreibt die Geburtsgeschichte der Sonne. Vor 4,7 Milliarden Jahren entstand sie an der Peripherie einer gewöhnlichen Spiralgalaxie. Eine große Gaswolke aus Wasserstoff, Helium und Staub wurde durch die Explosion eines weißen Sterns verdichtet. Schwerkraft zog Materie an und formte aus der instabilen Wolke eine Scheibe, aus der die Sonne entstand. Die Kernfusion begann, als Wasserstoffkerne zu Helium fusionierten und enorme Energie freisetzten. Die Sonne hat seit ihrer Geburt eine ähnliche Struktur wie heute, mit einem dichten Kern, der ungefähr die Hälfte ihrer Masse umfasst und bei 15 Millionen Grad Celsius brennt. Die Strahlung aus dem Kern wird in der Strahlungzone gebremst und gestreut, bevor sie nach 100.000 Jahren zur Oberfläche gelangt. Auf der Sonne entstehen riesige Bögen aus heißem Gas, die von starken Magnetfeldern gehalten werden. Die Sonne sendet seit vier Milliarden Jahren eine unveränderte Strahlung von Licht und Energie aus, die unseren Planeten, die Erde, erwärmt und erleuchtet.
🔬 Die Mission Sunrise und die Magnetfelder der Sonne
Der zweite Absatz behandelt die Mission Sunrise, ein bahnbrechendes Projekt, das am 8. Juni 2009 in Schweden begann. Sunrise ist das größte Sonnenteleskop, das jemals die Erde verlassen hat. Es wurde mit einem 100 Meter großen Heliumballon auf 35 Kilometer Höhe in die Atmosphäre gehoben, um die Sonne mit einer noch nie dagewesenen Genauigkeit zu untersuchen. Die Mission sammelte knapp 2 Terabyte Daten und lieferte detaillierte Aufnahmen von der Sonne mit einer Auflösung, die Strukturen kleiner als 100 Kilometer erkennen lässt. Die Forschung konzentriert sich insbesondere auf die Magnetfelder der Sonne, die aus dem beweglichen, geladenen Gas der Sonne stammen. Diese Magnetfelder könnten das Rätsel der sonnenphysik lösen, wie die äußere Hülle der Sonne, die Korona, 1000-mal heißer ist als die Sonne selbst. Die Mission Sunrise wird dazu beitragen, die Dynamik der Magnetfelder besser zu verstehen, die auf sehr kleinen Skalen abspielt. Die Sonne wird in Zukunft ihre Leuchtkraft steigern und den Planeten aufheizen, bis sie schließlich in rund zehn Milliarden Jahren ihr sichtbares Leben beendet.
Mindmap
Keywords
💡Spiralgalaxie
💡Sternenexplosion
💡Gravitation
💡Kernfusion
💡Korona
💡Magnetfelder
💡Mission Sunrise
💡Sonnenflecken
💡Sonnenkorona
💡Weißer Zwerg
Highlights
Vor 4,7 Milliarden Jahren am Rande einer Spiralgalaxie begann die Entwicklung der Sonne.
Eine große Wolke aus Wasserstoff, Helium und feinem Staub war über Millionen von Jahren stabil.
Ein großer weißer Stern am Rand der Wolke explodierte und veränderte die Stabilität.
Die Schwerkraft zog Materie aus der Umgebung an und ein Teil der Wolke wurde instabil.
Die Rotationsgeschwindigkeit erhöhte sich und die Wolke formte sich zu einer Scheibe ab.
Die Sonne entstand durch das Zusammendrücken von Wasserstoffkernen zu Heliumkernen.
Die Sonne wird für Milliarden von Jahren stabil brennen.
Die Sonne hat heute im Kern ungefähr die Hälfte ihrer Masse.
Die Temperatur im Kern der Sonne beträgt 15 Millionen Grad Celsius.
Die Sonne hat eine Oberflächentemperatur von 5500 Grad Celsius.
Die Mission Sunrise ist das größte Sonnenteleskop, das jemals den Erdboden verlassen hat.
Sunrise wurde am 8. Juni 2009 in Nordschweden gestartet.
Das Teleskop wurde mit einem Heliumballon auf 35 km Höhe in die Atmosphäre gebracht.
Sunrise sammelte knapp 2 Terabyte Daten während seiner Mission.
Die Forscher konnten mit Sunrise Strukturen auf der Sonne, die kleiner als 100 km sind, erkennen.
Sunrise soll neue Informationen über die Magnetfelder der Sonne liefern.
Die Magnetfelder der Sonne könnten das Rätsel der sogenannten koronalen Heizung lösen.
Die Sonne wird in rund zwei Milliarden Jahren so heiß werden, dass die Erde tödliche Temperaturen erreicht.
In rund fünf Milliarden Jahren wird die Sonne zu einem roten Riesen expandieren.
Die Sonne endet ihr Leben als Weißer Zwerg aus extrem dichtem Kohlenstoff und Sauerstoff.
Die Sonne wird nach rund zehn Milliarden Jahren ihr sichtbares Leben beenden.
Transcripts
irgendwo in unserer ecke des universums
vor 4,7 milliarden jahren am rande einer
gewöhnlichen spiralgalaxien zwischen den
sternen eine große wolke
sie besteht aus wasserstoff etwas helium
und spuren von feinem staub
die wolke ist in bewegung doch über
millionen von jahren überraschend stabil
dann explodiert an ihrem rand ein großer
weißer stern
die druckwelle verdichtet das gas an
einigen stellen
dort gewinnt die schwerkraft die
überhand und zieht materie aus der
umgebung an
ein teil der wolke wird instabil und
stürzt zusammen
dabei erhöht sich die
drehgeschwindigkeit und die wolke flach
zu einer scheibe ab
[Musik]
das meiste gas stürzt ins zentrum der
scheibe dort steigen unter der wirkung
der schwerkraft druck und temperatur
die gas atome werden auf immer engerem
raum zusammengedrückt schließlich ist
der punkt erreicht an dem jeweils vier
wasserstoffkerne zu einem helium kern
verschmelzen
dabei wird enorm viel energie frei
das nukleare feuer der sonne hat
gezündet sie wird jetzt für milliarden
von jahren stabil brennen in ihrem
inneren hat sie schon direkt nach der
geburt denselben aufbau wie heute im
dichten kern ist ungefähr die hälfte der
sonnenmasse vereinigt nur hier brennt
das nukleare feuer und heizt die sonne
auf 15 millionen grad celsius in der
strahlungs zone darüber wird die
strahlung aus dem kern immer wieder
gebremst und gestreut das licht braucht
deshalb mehr als hunderttausend jahre
bis zur oberfläche in der konvektion
szene wälzen sich gigantische gasmassen
nach oben
kühlen ab und sind wieder ins innere
so entsteht die körnige struktur der
oberfläche
die sonne hat hier nur eine temperatur
von 5500 grad celsius aus dem inneren
der sonne schießen immer wieder riesige
bögen aus heißen gasen hervor die von
starken magnetfeldern zusammengehalten
werden
die korona ein kranz aus dünnem heißem
aber nur schwach leuchtendem gas lässt
sich nur während einer sonnenfinsternis
direkt beobachten
doch gewöhnlich sehen wir die strahlende
oberfläche der sonne
seit rund vier milliarden jahren geht
von ihr unverändert ein strom von licht
und energie aus der unseren
heimatplaneten die erde wärmt und
erleuchtet
[Musik]
ein weltweit einzigartiges projekt
startet am 8 juni 2009 in nordschweden
die mission sunrise sunrise ist das
größte sonnenteleskop das jemals den
erdboden verlassen hat es soll die sonne
in bislang unerreichter genauigkeit
zeigen ein heliumballon mit einem
durchmesser von 100 metern trägt sunrise
auf 35 kilometer höhe
das teleskop lässt so etwa 99 prozent
der erdatmosphäre unter sich die trübt
vom boden aus den blick auf die sonne
[Musik]
fünf tage ist sunrise unterwegs polar
winde tragen das teleskop von
nordschweden um den nordpol nach kanada
beim landeanflug kommt die gondel vom
kurs ab und landet unsanft auf einer
abgelegenen insel wissenschaftler
dokumentieren die bergung mit einer
fotokamera
sie bangen um den lohn ihrer arbeit
knapp 2 terabyte daten hat sunrise
gesammelt
doch die sorge ist unbegründet erste
auswertungen am max planck institut für
sonnensystemforschung zeigen die mission
ist ein voller erfolg
die forscher sehen die sonne in einer
noch nie dagewesenen auflösung mit dem
sunrise teleskope auf der sonne
strukturen erkennen die kleiner sind als
100 kilometer das tönt nicht nach
besonders klein aber weil die sonne so
weit entfernt ist
bedeutet das dass wir mit diesem
teleskop eine ein euro münze in 100
kilometer entfernung erkennen können
sunrise soll vor allem neue
informationen über die magnetfelder der
sonne liefern eine spezialkamera zeigt
den forschern die magnetische aktivität
sie ist erkennbar an den schwarzen und
weißen bereichen die ständig neu
entstehen und wieder verschwinden
die magnetfelder der sonne entstehen
weil die sonne aus heißen geladenen gas
besteht dieses gas ist ständig in
bewegung das heißt dass fließen ständig
ströme elektrische ströme auf der sonne
und wo ein elektrischer strom fließt da
wird auch magnetfeld produziert
[Musik]
die magnetfelder könnten die lösung für
ein rätsel der sonnenphysik liefern wie
heizt die sonne ihre äußere hülle die
sogenannte korona auf während die
temperatur an der oberfläche etwa 5500
grad beträgt ist die korona rund 1000
mal heisser bis zu fünf millionen grad
[Musik]
die forscher sind sich sicher dass die
magnetfelder hinter diesem phänomen
stecken aber wie heizen sie die krone
auf um diese frage eine antwort zu geben
muss man die sonne bei sehr hoher
räumlicher auflösung untersuchen weil
wir wissen dass die dynamik des
magnetfeldes eine rolle spielt die
wirklich auf diesem sehr kleinen skalen
stattfinden auf diesen kleinen skalen
macht sunrise magnetische aktivität
erstmals sichtbar
bis heute haben die wissenschaftler erst
ein teil der daten ausgewertet
aber sie sind sich sicher dank der
mission sunrise werden sie die kraft der
sonne besser verstehen
für milliarden von jahren hat die sonne
mit ihrem licht und ihrer wärme unsere
erde bewohnbar gemacht doch eines tages
wird sie auch allem leben ein ende
setzen
langsam wird die sonne ihre leuchtkraft
steigern und unseren planeten aufheizen
in rund zwei milliarden jahren wird es
auf der erde tödliche 100 grad celsius
heiß sein
in rund fünf milliarden jahren wird sich
so viel helium im kern der sonne
angesammelt haben
dass das nukleare feuer dort erlischt
und stattdessen der wasserstoff in einer
schale um den kern zu brennen beginnt
dieser bereich wandert immer weiter nach
aus immer mehr energie wird frei und
bleibt die sonne auf sie wird zu einem
roten riesen
die sonne dehnt sich auf das 150 fache
ihrer heutigen größe aus und strahlt
2000 mal stärker in dieser glut hölle
werden die inneren planeten merkur und
venus verschlungen
im sonnen kern hat sich schließlich so
viel helium angesammelt dass auch diese
atomkerne zu verschmelzen beginnen
jetzt brennt das helium im kern und
wasserstoff in der hülle
als asche der helium verschmelzung
entstehen die kerne von sauerstoff und
kohlenstoff atomen die sich im zentrum
der aufgeblähten sonne ansammeln
schließlich kann sie ihre hülle nicht
mehr halten und stößt sie in den
weltraum ab zurück bleibt ein
sogenannter weißer zwerg aus extrem
dichtem kohlenstoff und sauerstoff für
einige zeit noch wird seine uv-strahlung
die abgestoßene hülle zum leuchten
bringen
doch auch dieses letzte lebenszeichen
wird verlöschen
dann ist das sichtbare leben unserer
sonne
nach rund zehn milliarden jahren
endgültig beendet ein sternen leben wie
es immer wieder in unserer galaxie
beginnt und zu ende geht
jeder stern eine sonne wie unsere es ja
schon vorbei und ihr seid immer noch
hier
das heißt ihr mögt wissenschaft ihr
müsst hier abonnieren es führt kein weg
dran vorbei abonnieren klocke drücken
jetzt
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