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Autor: Klaus Vonlanthen
Die Sonne ist wie alle Sterne ein riesiger Atomreaktor. Mit den ersten Atombomben im Zweiten Weltkrieg hat auch die Menschheit diese Energie entdeckt und ist nun daran, den Umgang damit zu erlernen.
Kernspaltung
Wir auf der Erde «beherrschen» die Kernspaltung: Wir können einen grossen Plutonium- oder Uran-Kern in zwei Hälften spalten. Dabei geht ein kleiner Bruchteil der Masse verloren und wird nach dem berühmten Gesetz von Einstein E = mc2 in Energie umgewandelt. Leider entsteht bei diesem Prozess auch radioaktiver Abfall, der noch über Jahrhunderte gefährliche Strahlungen abgibt und dessen Entsorgung uns vor grosse Probleme stellt.
Kernfusion
Im Innern der Sonne läuft der umgekehrte Prozess ab, am anderen Ende des Periodensystems: Zwei kleine Wasserstoffkerne werden verschmolzen zu einem Heliumkern. Ein Vorgang, von dem die Menschheit vorläufig nur träumen kann. Zum einen würde die Fusion in Sachen Radioaktivität die Umwelt weniger belasten, zum anderen geht uns das spaltfähige Material langsam aus, die Weltmeere sind jedoch voll von Wasserstoff.
Der Haken bei der Kernverschmelzung ist, dass es gleichzeitig einen enorm grossen Druck und eine enorm hohe Temperatur braucht. Nur so ist die Abstossung der beiden positiv geladenen Kerne zu überwinden. Solche Extrem-Verhältnisse kommen eben nur im Innern eines Sternes vor, oder auf der Erde sehr kurzfristig bei einer Wasserstoffbombe.
Lebenslauf
Sterne, und hiermit auch unsere Sonne, bilden sich über Jahrmillionen, indem sich interstellare Gaswolken nach und nach verdichten, infolge der allgegenwärtigen Schwerkraft. Mit der Zeit entstehen Klumpen, die mit ihrer grösseren Schwerkraft noch besser in der Lage sind, andere Materie einzusammeln. Durch Aufprall und Schrumpfung wird schliesslich der Klumpen im Innersten so heiss, dass die oben besprochene Kernfusion einsetzt.
Von da an ist der Stern in einem erstaunlich stabilen Gleichgewicht: Einerseits explodiert er von innen her durch die ständige Kernfusion, andererseits würde die Schwerkraft allein für sich genommen den Stern unter seinem eigenen Gewicht weiter schrumpfen lassen.
Dies passiert dann auch, wenn innen der Motor aus ist, d. h. wenn z. B. der Wasserstoff vollständig in Helium umgewandelt ist. Ist der Stern kleiner als etwa die halbe Sonnenmasse, dann schrumpft er direkt zu einem weissen Zwerg.
Unsere Sonne wird zuerst noch einen Umweg machen, zu einem Riesenstern wachsen, der sich etwa bis zur Venusbahn ausdehnt. Für die Erde wird dies das definitive Ende bedeuten. Aber keine Angst, angesagt ist dieser Weltuntergang in etwa 4,5 Milliarden Jahren.
Als Riesenstern wird die Sonne dann Helium und andere höhere Elemente verschmelzen. Später wird die Sonne als Nova explodieren. Wie die Figur zeigt, enden massenreichere Sterne als Neutronensterne oder gar als Schwarze Löcher. Bei der Explosion der Sterne wird ein Grossteil der Materie wieder im Weltall verteilt. So schliesst sich eine Art Kreislauf und die sterbenden Sterne liefern den Grundstoff für neue.
Spezialfall Sonne?
Unsere Sonne ist, verglichen mit den anderen Sternen, ein typischer, mittelgrosser Stern, also gar nichts Besonderes. Auch Planetensysteme um Sterne sind, wie wir heute wissen, nichts Seltenes. Für die Entwicklung und Erhaltung des Lebens auf der Erde ist die Sonne jedoch unabdingbar. Also war, ist und bleibt sie unser Lieblingsstern.
Klaus Vonlanthen von der Pädagogischen Hochschule Freiburg ist Leiter der Sternwarte Ependes.