Die Sonne ist der zentrale Stern unseres Sonnensystems. Die Erde dreht sich annähernd kreisförmig in einer Ebene um die Sonne. Diese Ebene wird Ekliptik genannt. Die Bahn des Mondes liegt etwas schräg in der Ekliptik. Zweimal im Jahr liegt er auf seiner Bahn in der Ekliptik und dabei genau auf der Verbindungsgeraden von Erde und Sonne. Dann liegt eine Eklipse vor und wir haben Finsternisse.
Es lässt sich inzwischen messen, dass der Mond in der Strahlung der Sonne etwas Natrium verdunstet und uns dieser „Mondwind“ jeden Neumond und besonders bei einer Sonnenfinsternis trifft. Genau wie der Mondschatten bei der Finsternis die Erde genau trifft, gilt dies natürlich auch für den Schweif an Natrium.
Die Erde kreist in einem Radius von etwa 8 Lichtminuten um die Sonne. Das bedeutet, das Licht benötigt etwa 8 Minuten von der Sonne zu uns. Die Oberfläche der Sonne hat eine Temperatur von etwa 6000 K. Die daraus resultierende thermische Strahlung muss durch die von der Sonne „verdunstenden“ Teilchen hindurch. Diese zerstreuen dabei das Licht entsprechend ihrer Spektrallinien, sodass die Spektrallinien der die Sonne umgebenden Atome als Lücken im Spektrum erscheinen. Die Lücken nennt man nach ihrem Entdecker die Fraunhofer’schen Linien.
Diese 6000 K ergeben eine Strahlung, die auf der Erde eine Leistungsdichte von gut 1,3 kW/m2 bewirkt. Die Leistungsdichte nennen wir die solare Konstante. Jeder Quadratmeter senkrecht zur Sonne auf der Tagseite der Erde wird also mit gut einem Kilowatt bestrahlt. Diese Energie erzeugt den Großteil der Wärme der Erde. Dazu gehört auch das Licht, welches wir in Solarzellen in elektrischen Strom umwandeln können.
Ein Großteil des sichtbaren Lichts wird in Wärme umgewandelt, nachdem es die Erdoberfläche getroffen hat. Sichtbares Licht durchdringt die Atmosphäre weitgehend ungehindert. Wärme dagegen wird durch größere Moleküle stark an der Abstrahlung behindert. Deshalb hat schon die relativ niedrige Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre einen sehr großen Einfluss auf den Wärmehaushalt der Erde. Dies nennt man den Treibhauseffekt.
Betrachtet man den Bahnradius der Erde und rechnet daraus die Oberfläche einer Kugel aus kann man grob abschätzen, dass die solare Konstante nicht nur auf der Erdoberfläche gilt, sondern auf dieser gesamten Kugel. Daraus berechnet sich die gesamte Strahlungsleistung der Sonne zu gut 1026W. Setzt man das Massenequivalent E=mc2 an, erhält man, dass die Sonne pro Sekunde knapp 4 Millionen Tonnen an Masse durch Fusion in Energie umwandelt und abstrahlt.
Ein anderes Produkt der Sonne ist der Sonnenwind. Er besteht aus den von der Sonne verdampfenden Atomen und anderen Teilchen, die vom Strahlungsdruck von der Sonne „weggeblasen“ werden. Er bewegt sich viel langsamer als die elektromagnetische Strahlung und benötigt von der Sonne zur Erde mehrere Stunden bis Tage. Dadurch können wir durch optische Beobachtung der Sonne eine Art „Wettervorhersage“ für den Sonnenwind erhalten.
Bei dieser Beobachtung fallen bei passender Dämpfung des Sonnenlichts dunklere Flecken auf der Oberfläche der Sonne auf. Diese Sonnenflecken entstehen durch magnetische Aktivität der Sonne. Sie beeinflussen den Sonnenwind. Dunkelt man die sichtbare „Sonnenscheibe“ vollständig ab, so sieht man am Rand der Scheibe die sogenannte Corona mit je nach Aktivität verschieden starken Eruptionen. Die Intensität dieser Aktivität an der Oberfläche schwankt in einem Zyklus von etwa 11 Jahren. Aktuell nimmt diese Aktivität zu.
Die Eruptionen sind natürlich überall und einigermaßen gleichmäßig verteilt und nicht nur in der sichtbaren Corona. Aber nur am Rand kann man sie gut beobachten, weil sie sonst vom Licht der Sonne überstrahlt werden.
Die Sonne selbst dreht sich übrigens auch um die eigene Achse von der Erde aus betrachtet in etwa 28 Tagen ein Mal. Berücksichtigt man ihre Größe, erfolgt diese Rotation mit einer beachtlich hohen Geschwindigkeit. Das bedeutet, dass man bei kontinuierlicher Beobachtung von einer festen Position aus etwa ein Mal im Monat ein komplettes Bild der Oberfläche erhält.
Keinesfalls mit provisorischen Utensilien direkt in die Sonne schauen. Ganz besonders nicht mit Ferngläsern oder anderen Linsen. Es besteht eine große Gefahr ernsthafter und dauerhafter Schädigungen der Augen. Auch Kameras können dabei kaputt gehen!
Der Sonnenwind erzeugt in der oberen Erdatmosphäre die Ionosphäre. Er ist im Wechselspiel mit dem Magnetfeld der Erde auch für die Nordlichter verantwortlich. Dank Satelliten sind wir ständig auf dem Laufenden über die Sonnenoberfläche. Aus verschiedenen Informationen über die Sonne ergibt sich dann das, was wir Funkwetterprognose nennen.
