Die Sonne als Stern

Die Sonne ist nach Masse und Gesamtenergiegehalt das dominierende Objekt im Sonnensystem. Die Strahlungsintensität der Sonne bestimmt das Klima auf den Planeten und ist die Hauptenergiequelle für die Biosphäre der Erde. Die Sonne ist ein Stein von Rosette für die Untersuchung astrophysikalischer Prozesse mit einer Auflösung, die bei anderen Sternen nicht ohne weiteres erreicht werden kann. Die Ergebnisse dieser Sonnenstudien können zum Verständnis anderer Sterne, einschließlich der Eigenschaften ihrer Atmosphären und inneren Strukturen, herangezogen werden. Im Bereich der Physik spielt die Sonne eine einzigartige Rolle. Das Element Helium – nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum – wurde im Sonnenspektrum entdeckt. Die Sonne dient als eines der Testfelder für Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Die Natur subatomarer Teilchen, der so genannten Neutrinos – Nebenprodukte von Kernreaktionen im heißen und dichten Kern der Sonne und sonnenähnlicher Sterne – wurde dank der Sonnenforschung aufgeklärt. Die Sonne dient als Labor für die Untersuchung der Plasmaphysik, d.h. der Wechselwirkungen zwischen ionisiertem Gas und Magnetfeldern.

Neben ihrer Rolle als zentrales Objekt unseres Sonnensystems ist die Sonne auch ein Stern in einem Universum von Sternen. Die Sonne wird manchmal als ein „typischer“ oder „durchschnittlicher“ Stern bezeichnet. Wenn wir die Eigenschaften der massereichsten und heißesten Sterne mit denen der massearmen und kältesten Sterne auf mathematisch angemessene Weise mitteln würden, hätten wir vielleicht die grundlegenden Eigenschaften der Sonne. Aber Sterne, die der Sonne sehr ähnlich sind, machen nur etwa 5 % der Sterne in unserer Milchstraßengalaxie aus! Mehr als 80 % der Sterne in unserer Galaxie sind kühle, weniger massereiche „Rote Zwerge“. Die Sonne ist keineswegs typisch im Sinne von gewöhnlich!

Die Sterne bieten eine Bandbreite an physikalischen Parametern – Rotationsgeschwindigkeit, Masse, Temperatur und chemische Häufigkeiten -, die bei der Sonne allein nicht vorhanden ist. So ermöglichen stellare Studien die Untersuchung der breiten astrophysikalischen Anwendbarkeit von Modellen, die in einem rein solaren Kontext entwickelt wurden. Mit anderen Worten: Da wir die Eigenschaften der Sonne nicht variieren können, untersuchen wir andere Sterne mit unterschiedlichen Massen, Rotationsgeschwindigkeiten und Temperaturen, um festzustellen, inwieweit unsere Ergebnisse, die wir für die Sonne gefunden haben, auf andere Sterne anwendbar sind oder ob unsere Modelle und Theorien geändert werden müssen. Eine kritische und anhaltende Frage in der modernen Astrophysik ist, ob die Sonne anderen sonnenähnlichen Sternen sehr ähnlich ist oder ob sie einzigartig ist.