Wie bekommt die Sonne ihre Energie?

Wie bezieht die Sonne ihre Energie?

Die Sonne, ein gigantischer Gasball aus Wasserstoff und Helium, ist die Energiequelle unseres Sonnensystems. Sie scheint unendlich viel Energie zu haben, aber woher kommt sie?

Die Antwort liegt in einem Prozess namens Kernfusion. In ihrem Inneren herrschen extreme Temperaturen von über 10 Millionen Grad Celsius und ein immenser Druck. Unter diesen Bedingungen werden Wasserstoffatome gezwungen, miteinander zu verschmelzen und Helium zu bilden.

Bei der Kernfusion werden enorme Energiemengen freigesetzt. Dies geschieht, weil die Masse der Tochterkerne (Helium) geringer ist als die kombinierte Masse der Elternkerne (Wasserstoff). Die Massedifferenz wird in Form von Energie nach Einsteins berühmter Gleichung E=mc² freigesetzt.

Das Verschmelzen von Wasserstoff zu Helium ist ein exothermer Prozess, d. h. er setzt Energie frei. Diese Energie treibt die Sonne an und erzeugt das Licht und die Wärme, die wir auf der Erde erleben.

Die Kernfusion findet im Kern der Sonne statt, einem Bereich mit einer Temperatur von etwa 15 Millionen Grad Celsius und einem Druck von etwa 250 Milliarden Atmosphären. Unter diesen Bedingungen befinden sich Wasserstoffatome in einem sogenannten Plasma-Zustand, in dem ihre Elektronen von ihren Kernen entfernt sind.

Der Fusionsprozess verläuft in mehrere Stufen:

• Zwei Wasserstoffkerne (Protonen) verschmelzen zu einem Deuteriumkern (einem Wasserstoffisotop mit einem zusätzlichen Neutron).
• Der Deuteriumkern verschmilzt mit einem weiteren Wasserstoffkern zu einem Helium-3-Kern.
• Zwei Helium-3-Kerne verschmelzen zu einem Helium-4-Kern (dem häufigsten Heliumisotop).

Jeder dieser Schritte setzt Energie frei. Die Gesamtreaktion von vier Wasserstoffkernen zu einem Heliumkern setzt etwa 26,7 MeV Energie frei. Dies entspricht der Energie, die durch die Verbrennung von etwa 10 Millionen Tonnen Kohle freigesetzt wird.

Die Sonne verbraucht jede Sekunde etwa 600 Millionen Tonnen Wasserstoff. Diese riesige Menge an Wasserstoff wird jedoch durch die gewaltige Größe der Sonne ausgeglichen, die ihr eine Lebensdauer von etwa 10 Milliarden Jahren gibt.

Die Energie, die durch Kernfusion in der Sonne freigesetzt wird, ist eine unglaubliche Energiequelle. Sie ist die Grundlage für das Leben auf der Erde und ermöglicht all die Prozesse, die unser Sonnensystem antreiben.