Wie heiß ist die Sonne und woher weiß man das? Wird ja kaum einer hingehen und mit Thermometer nachmessen xD
Wie heiß die Sonne ist, hängt davon ab, wo man misst.
Die Oberfläche (Photosphäre) hat etwa 5000-6000°C. In Sonnenflecken ist es „kühler“ (ca 3000°C) Nach innen wird es dann heißer. Der Kern bringt es auf über 15 Millionen Grad. Auch die nur bei Sonnenfinsternissen sichtbare Korona ist heißer, als die Oberfläche. Mehrere Millionen Grad, den genauen Wert habe ich jetzt nicht im Kopf.
Die Werte auf der Oberfläche und der Korona kann man indirekt messen. Dazu analysiert man das Licht, daß von der Sonne hier ankommt. Licht von der Sonne (oder auch von anderen Sternen) ist nicht „komplett“ bestimmte Wellenlängen fehlen. Wenn man mit einem Prisma, das Sonnenlicht breit genug auffächert, entstehen in dem Farbsprektrum dünne schwarze Linien. Diese Linien entstehen dadurch daß bestimmte Chemische Elemente (Verbindungen kommen bei den Temperaturen der Sonne nicht vor) bestimmte Wellenlängen des Lichtes absorbieren, so daß diese Wellenlängen fehlen. Je kräftiger eine Linie ausfällt, desto häufiger kommt das Element vor.
Dabei verändert sich das Linienmuster wenn die Elemente durch Temperatur Ionisiert werden, also die äußeren Elektronen im Atom verlieren. Nun kann man also Feststellen, welche Elemente in welchem Inonisierungsgrad vorliegen. Da bekannt ist, bei welchen Temperaturen Elemente welche Elektronen verlieren, kann man daraus ersehen, wie heiß es dort sein muß. So kann man die Oberflächentemperatur nicht nur der Sonne, sondern sogar von entfernten Sternen messen.
Bei der Innentemperatur ist es schwieriger. Hier ist eine solche Messung nicht möglich, weil uns vom inneren der Sonne kein Licht erreicht. Diese Werte sind aus den Modellen wie wir von der Sonne haben (also den derzeitigen Vorstellungen wie die Sonne aufgebaut ist und funktioniert) berechnet.
Hallo!
Dabei verändert sich das Linienmuster wenn die Elemente durch
Temperatur Ionisiert werden, also die äußeren Elektronen im
Atom verlieren. Nun kann man also Feststellen, welche Elemente
in welchem Inonisierungsgrad vorliegen. Da bekannt ist, bei
welchen Temperaturen Elemente welche Elektronen verlieren,
kann man daraus ersehen, wie heiß es dort sein muß.
Mit Verlaub: Bist Du Dir da sicher?
Ich würde sagen, dass das Linienmuster gerade NICHT temperaturabhängig ist. An den Fraunhoferschen Linien kann man daher erkennen, welche Elemente und in welchem Mengenverhältnis sie in der Atmosphäre der Sonne enthalten sind. Die Temperatur ermittelt man aber vielmehr aus der spektralen Intensitätsverteilung. Das Intensitätsmaximum hat Sonnenlicht bei 500 nm. Ein schwarzer Körper (und die Sonne ist in erster Näherung ein schwarzer Körper) strahlt elektromagnetische Wellen ab, wobei das Intensitätsmaximum umso kurzwelliger ist, je höher seine Temperatur ist (Wiensches Verschiebungsgesetz). Bei 500 nm kommt man dann auf eine Oberflächentemperatur der Sonne von 5900 K.
Nur als Ergänzung: Der Fachbegriff „Schwarzer Körper“ meint nicht, dass ein Körper tatsächlich „schwarz“ aussieht, sondern dass seine Absorptions- und Emissionseigenschaften über alle Wellenlängen hinweg gleich sind und dass das Spektrum seiner Strahlung daher nur von der Temperatur abhängt. (Die Sonne wäre ohne die Fraunhoferschenlinien ein perfekter schwarzer Körper. Würden sie fehlen, könnte man die Temperatur der Sonne genausogut bestimmen!)
Michael
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Hallo Grußlos,
indirekt schon.
Die Sonne ist in guter Näherung ein sog. Schwarzer Körper und bei denen ist die Strahlungsintensität und das Maximum der Emission temperaturabhängin, die sog. Farbtemperatur.
Nun weiß man recht genau welche Farbtemperatur, die man sehr genau messen kann, einer ‚echte‘ Temperatur entspricht - eh voila, man hat die Oberflächentemperatur der Sonne.
Gandalf
Mit Verlaub: Bist Du Dir da sicher?
Ich würde sagen, dass das Linienmuster gerade NICHT
temperaturabhängig ist.
Hmmm… Hab da mal was gelesen, da war das Sonnenspektrum unter dem Artikel (über mehrere Zeitschriftenseiten breitgezogen) abgegdruckt. An einer Stelle war eine Markierung. In der Erklärung zu der Markierung stand, daß diese im Heft als einzelne Linie abgedruckte Stelle eigentlich eine Liniegruppe ist (die aber so eng steht, daß es im Heft nicht sichtbar war) und die von 14fach Ionisiertem Eisen stammt. Um Eisen 14 Fach zu Ionisieren ist eine Temperatur von 14 Millionen Grad nötig, was auf die Temperatur der Korona hindeutet.
Daher habe ich angenommen, daß zumindest durch fortschreitende Ionisierung der Elemente entsprechende Änderungen der Linien auftreten.
Vielleicht kann jemand anders da genauere Klarheit reinbringen. Ganz Sicher bin ich mir da nicht. Zumal ich nicht mehr genau weiß, wo ich das gelesen habe, und daher nicht mehr nachsehen kann. Ist schon länger her.
Ah, okay, dann hatte ich Dich falsch verstanden. Ich dachte, das mit den Linien bezöge sich auf die Temperatur der Sonnenoberfläche. Diese wird aber sicherlich nicht über die Linien sondern über das Wiensche Verschiebungsgesetz bestimmt.
Wenn die Ionisationsenergien herangezogen werden, um die Temperatur der Korona abzuschätzen (das wäre mir neu), dann ist das etwas anderes.
Michael
Noch ein Nachschlag. Wikipedia meint zum Thema Fraunhoferlinien unter anderem:
„Bei der spektroskopischen Temperaturbestimmung lässt sich aus der Intensitätsverteilung des Spektrums und mit Hilfe der Boltzmannverteilung die Oberflächentemperatur ermitteln. Sind beispielsweise die Balmerlinien im Spektrum der Sonne als Fraunhoferlinien zu beobachten, so muss die Temperatur so hoch sein, dass bei einem Teil der Wasserstoffatome der erste angeregte Zustand (n = 2) besetzt ist. Beispielsweise ist bei der Sonne mit 6000 K Oberflächentemperatur jedes 108te Wasserstoffatom im ersten angeregten Zustand.“