Wie setzt die Sonne Energie frei?

Wie setzt die Sonne Energie frei?

Der Ursprung der Energie

Die Sonne ist, wie alle aktiven Sterne, ein gewaltiger Wasserstoffofen, der große Mengen an Licht, WĂ€rme und Strahlung produziert, etwa 4 x 10 ^ 26 Watt pro Sekunde. Die Sonne ist tatsĂ€chlich der Ursprung aller Energie auf der Erde, sogar fossiler Brennstoffe. Der Prozess, durch den die Sonne Energie erzeugt und freisetzt, wird Fusion genannt.

Wasserstoff-Fusionsprogression

Wasserstoff ist das leichteste und einfachste Element im Universum und besteht aus nur einem Proton und einem Elektron. Bei niedrigen Temperaturen stoßen sich die positiven Ladungen der Wasserstoffkerne gegenseitig ab und verhindern so die Fusion. Wenn jedoch ein junger Stern kondensiert und seine Temperatur und seinen Druck erhöht, kommen vier Wasserstoffatome nahe genug zusammen, um zu einem einzigen Heliumatom zu verschmelzen. Dabei wird etwas Masse in Energie umgewandelt. Die Wasserstofffusion kann bei 8 Millionen Grad Kelvin beginnen. Wenn die Wasserstofffusion voranschreitet, erreicht der Stern immer höhere Temperaturen, die es ihm ermöglichen, schwerere Elemente zu verschmelzen. Drei Atome Helium verschmelzen zu einem einzigen Atom Kohlenstoff-12 bei 100 Millionen Grad Kelvin.

Schichten der Sonne

Die durch die Fusion freigesetzte Energie ist in Form von Gammastrahlen, kleinen, aber hochenergetischen Strahlungswellen. Ihre hohe Frequenz aber kleine WellenlĂ€nge macht sie gefĂ€hrlich fĂŒr lebende Zellen. GlĂŒcklicherweise findet die meiste Verschmelzung im Kern der Sonne statt, und bevor die Gammastrahlen in den Weltraum freigesetzt werden können, mĂŒssen sie die Ă€ußeren Schichten der Sonne passieren. Unmittelbar um den Kern herum befindet sich die Strahlungszone, eine Region, die so dicht ist, dass sie durchschnittlich 171.000 Jahre und bis zu mehreren Millionen Jahre braucht, um Energie zu entweichen. Die nĂ€chste Schicht ist die Konvektionszone, in der das heiße Plasma in der NĂ€he des Kerns ansteigt, wĂ€hrend das kĂŒhlere Plasma sinkt. In der Konvektionszone werden viele Gammastrahlen weiter abgebremst und breiten sich als Photonen, Teilchen sichtbaren Lichts, aus, wenn sich die Energie an die OberflĂ€che der Sonne bewegt.

Was die Erde erreicht

Die PhotosphĂ€re ist der Bereich der Sonne, der das sichtbare Licht enthĂ€lt. Seine Temperatur liegt immer noch zwischen 4.500 und 6.000 Kelvin, ist aber deutlich kĂŒhler als die inneren Schichten. Der Ă€ußerste Teil der PhotosphĂ€re wird als Corona bezeichnet und ist dort, wo Sonnenflecken und Sonnenprotuberanzen auftreten. Von der Energie, die die Erde erreicht, ist etwa die HĂ€lfte sichtbares Licht und die HĂ€lfte ist im infraroten Teil des elektromagnetischen Spektrums. Am gefĂ€hrlichsten ist jedoch die geringe Menge an ultravioletter Strahlung. Energie, die aus der PhotosphĂ€re entweicht, bewegt sich mit etwa Lichtgeschwindigkeit und benötigt etwa acht Minuten, um die Erde zu erreichen.

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