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12/22

Die Sonne – unser Lebensstern

Die Sonne - unser Lebensstern

Sie schenkt Licht und Wärme, bestimmt die Tageszeiten und das Klima auf der Erde. Auch auf unsere Psyche hat sie enormen Einfluss. Eine Auseinandersetzung mit der Lebensspenderin Sonne

Als Lucia Kleint (38) ein Kind war, tat sie dasselbe wie der Physiker und Astronom Galileo Galilei schon 400 Jahre davor: Sie zeichnete Planeten. Kleint malte die Ringe des Saturnplaneten, die Monde des Jupiter und die Flecken der Sonne. Kleint las alle Bücher über Astronomie, die sie in der Bibliothek finden konnte, und als sie ein kleines Teleskop geschenkt bekam, verbrachte sie abends Stunden am Balkon und studierte den Nachthimmel. Seitdem begleiten sie die Weiten des Weltalls durch ihr Leben. Sie hat an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich Physik studiert, darauf folgten Forschungsjahre in den USA. Heute ist Kleint Professorin an der Universität Genf im Fach Astrophysik. Bis vor zwei Jahren leitete sie das größte europäische Sonnenteleskop im Observatorium auf Teneriffa. Denn ein Stern hat es der Wissenschaftlerin ganz besonders angetan, bereits während ihres Doktorats spezialisierte sie sich auf: die Sonne. Deren physikalischen Prozessen und Mysterien widmet sie ihre Forschung.

„Die Sonne in Zahlen: Energieausstrahlung 383.000.000.000.000.000.000.000.000 Watt“

Polarlichter und Stromausfälle

Lucia Kleint kennt den Sternenhimmel wie andere Menschen den Weg zur Arbeit. Sie weiß, wo sie welchen Himmelskörper am Nachthimmel findet, sie kennt die Sternenpositionen auswendig. Das kommt ihr bei Führungen, die sie durch die Urania Sternwarte in Zürich macht, zugute. Das zwölf Tonnen schwere, 100 Jahre alte Teleskop, das dort steht, muss von Hand eingestellt werden, und Kleint muss sich dabei am Himmel orientieren können. Ein Teleskop bringt die Wissenschaftlerin den Sternen näher. Sie sieht dann Dinge, die sie sonst nicht erblicken könnte, wie etwa die Ringe des Saturn, die sie früher nur aus Büchern kannte, oder Galaxien, die zu schwach leuchten, um sie mit bloßem Auge wahrnehmen zu können. Kleint untersucht die Sonne, Sonneneruptionen, um genau zu sein. „Als ich mehr über sie gelernt habe, war ich fasziniert davon, welchen Einfluss sie auf uns haben.“ Eine solche Eruption schleudert Teilchen, meist Elektronen, ins Weltall. Beschleunigte Elektronen seien im Prinzip Strom, sagt die Forscherin. Bekannt sind die Eruptionen auch als Sonnenstürme. Wenn diese Teilchen auf das Magnetfeld der Erde treffen, werden sie in Richtung Nord- oder Südpol gelenkt und beeinflussen dort die Atmosphäre. „Dieser Prozess ist als Polarlicht zu sehen.“ Weil es die Dichte der Atmosphäre kurzzeitig erhöht, können sogar Satelliten abstürzen. „Das ist im Februar mit 40 Satelliten von Tesla-Chef Elon Musk passiert. Das war aber nur ein kleiner Sonnensturm“, erzählt Kleint. Sonnenstürme führen auch zu erhöhter Strahlung, weshalb sich Astronauten und Flugzeugpassagiere, die die Pole überqueren, schützen sollten. Auch das Stromnetz wird beeinflusst. „Im Jahr 1989 ist wegen einer Eruption der Strom in halb Kanada ausgefallen.“

„Die Sonne ist 750-mal so schwer wie alle Planeten unseres Sonnensystems zusammen und könnte die Erde eine Million Mal aufnehmen. Bei starken Ausbrüchen schleudert sie bis zu zehn Milliarden Tonnen Gas ins All hinaus.“

Ungeklärte Rätsel

An Teleskopbeobachtungstagen beginnt Kleints Dienst vor Sonnenaufgang. Das Teleskop im Observatorium auf Teneriffa ist modern und arbeitet computergestützt, die Aufnahmen der Sonne werden auf Bildschirme projiziert. „Das Teleskop darf nie genau auf die Sonne zeigen, weil dadurch Augen und Kamera verbrennen würden“, erklärt Kleint. Sonnenteleskope werden mit speziellen eingebauten Filtern entwickelt, um mit Hitze umgehen zu können. Einmal beobachtete Kleint live eine Sonneneruption durchs Fernrohr. „Ein Teil der Sonne wurde plötzlich immer heller, das war großartig. Wissenschaftlich war das ein riesiger Erfolg. Selbst die NASA hat eine Pressekonferenz einberufen, an der ich teilnehmen durfte, um die Erkenntnisse, die wir dadurch gewonnen haben, zu teilen.“

Auch wenn die Astrophysik bereits viel über sie weiß, birgt die Sonne einige Mysterien. Eines der größten Rätsel sei, dass die Sonne heißer wird, wenn man sich von ihrem Mittelpunkt entfernt. „In der Mitte herrschen 15 Millionen Grad, bis zur Oberfläche kühlt die Temperatur auf 6.000 Grad ab. Bei einer Glühbirne ist es auch so, dass es kälter wird, je weiter man sich entfernt“, sagt Kleint. „Nicht jedoch bei der Sonne. Bei ihr steigt die Temperatur innerhalb der Korona – die Bezeichnung für den Strahlenkranz, der sie umgibt – wieder auf eine Million Grad Celsius an.“ Phänomene wie dieses oder Gründe, warum und wann Sonnenstürme entstehen, konnten bislang nicht geklärt werden. Genau das möchte Kleint mit ihrem Forschungsteam ändern. „Letzteres wäre für Polarlichtreisen oder zum Schutz von Satelliten wichtig.“

„Ein Quadratmeter Sonne leuchtet heller als eine Million Glühbirnen.“

Ohne Sonne kein Leben

Ohne die Sonne wäre ein Leben auf der Erde nicht möglich. Sie spendet Licht und Wärme und macht Klima überhaupt erst möglich. Sie ist eine riesige Energiequelle, die jedoch nicht ewig sprudeln wird. Ihre Lebenszeit ist begrenzt wie die eines jeden Sterns. „Unsere Sonne ist etwa 4,6 Milliarden Jahre alt. Es wird noch einmal so lange dauern, bis sie beginnt, instabil zu werden und sich auszudehnen. Mit etwa zwölf Milliarden Jahren wird sie explodieren und ein sogenannter weißer Zwergstern wird übrig bleiben“, erklärt Kleint. Wegen der zunehmenden Hitze wird ein Leben auf der Erde bereits weit vorher nicht mehr möglich sein. An der derzeitigen Klimaerwärmung ist die Sonne trotzdem nicht schuld. „Da die Erdtemperatur stetig steigt, die Aktivität der Sonne aber gleich bleibt, gehen wir davon aus, dass die Treibhausgase das Klima erwärmen.“ Wenn das Sonnenlicht in ein paar Milliarden Jahren erlöschen wird, würde man das auf der Erde nach etwa acht Minuten bemerken. So lange dauert es nämlich, bis die Strahlen hierangelangt sind. Ohne Sonnenlicht werden Pflanzen keinen Sauerstoff mehr produzieren können, die Temperatur wird rasch fallen, innerhalb einer Woche auf den Gefrierpunkt sinken, nach einem Jahr ist sie so weit im Minus, dass die Ozeane gefrieren. Als Lucia Kleint erstmals feststellte, welche Auswirkung das Sonnenlicht auf uns hat, war sie fasziniert. Dass etwas, das so weit weg ist und das wir als selbstverständlich wahrnehmen, mit seiner unvorstellbaren Kraft so viel Macht über uns hat! Vielleicht denken wir daran, wenn uns das nächste Mal morgens die Sonnenstrahlen wecken.

Das Observatorium auf Teneriffa beherbergt das beste und größte Sonnenteleskop Europas. Zusammen mit Chile und Hawaii sind die Kanarischen Inseln einer der drei besten Orte auf der Welt, um den Himmel zu beobachten. Die Sternwarte auf Teneriffa beherbergt verschiedene Teleskope.

Zur Person: Himmelsgestirne sind Lucia Kleints Leben. Die Astrophysikerin leitete drei Jahre lang ein Forschungsprojekt auf Teneriffa, ehe sie Professorin an der Universität Genf wurde.

Das Thema kompakt „Die Sonne -unser Lebensstern“ ist in der „Welt der Frauen“ Juni-Ausgabe erschienen und umfasst weitere Beiträge. Erhältlich als Einzelheft in unserem Shop, zum Testabo geht es hier.