Ein biss­chen in die Son­ne

Heu­te star­tet die Na­sa in Flo­ri­da ei­ne Mis­si­on, mit der die Mensch­heit der Son­ne so na­he kom­men wird wie noch nie. Schnel­ler als al­le bis­her auf der Er­de ge­bau­ten Ob­jek­te wird die High­tech-Son­de „Parker So­lar Pro­be“zum Zen­tral­ge­stirn flie­gen. Die sie­ben J

Märkische Allgemeine - - BLICKPUNKT - Von An­na Schughart und Udo Harms

Lie­be, lie­be Son­ne“, heißt es in ei­nem Kin­der­gar­ten­lied, „komm ein biss­chen run­ter / lass den Re­gen oben / dann wol­len wir dich lo­ben.“

In Wirk­lich­keit ist al­les et­was an­ders. Den bei Kin­dern ver­pön­ten Re­gen, das ha­ben die letz­ten Wo­chen ge­zeigt, hat die Er­de drin­gend nö­tig. Und die „lie­be Son­ne“ent­puppt sich bei nä­he­rem Hin­se­hen als ein er­schre­cken­der, ein töd­li­cher Ort: ein Höl­len­feu­er mit 15 Mil­lio­nen Grad.

Schon heu­te ist si­cher, dass die Son­ne ei­nes Ta­ges al­les Le­ben auf der Er­de ver­bren­nen wird. Es ist pa­ra­dox: Aus­ge­rech­net der Stern, der der­zeit das Le­ben über­haupt erst er­mög­licht, wird es in fer­ner Zu­kunft zer­stö­ren.

Wie funk­tio­niert die­ser gi­gan­ti­sche Glu­t­ofen? Wel­che Ge­fah­ren ge­hen schon heu­te von ihm aus? Die US-Welt­raum­agen­tur Na­sa will dies jetzt mit ei­ner spek­ta­ku­lä­ren Mis­si­on her­aus­fin­den.

Am heu­ti­gen Sonn­abend soll am Welt­raum­bahn­hof Ca­pe Ca­na­veral in Flo­ri­da ei­ne „Del­ta IV Hea­vy“-Ra­ke­te ab­he­ben, um die „Parker So­lar Pro­be“auf den 150 Mil­lio­nen Ki­lo­me­ter wei­ten Weg zur Son­ne zu brin­gen. Auf ih­rer mehr­jäh­ri­gen Mis­si­on wird sich die Son­de un­se­rem Zen­tral­ge­stirn bis auf sechs Mil­lio­nen Ki­lo­me­ter nä­hern – so na­he wie noch kein von Men­schen ge­schaf­fe­nes Ob­jekt.

Vol­ker Both­mer hat jah­re­lang auf die­sen Tag hin­ge­ar­bei­tet. Der Astro­phy­si­ker an der Uni­ver­si­tät Göttingen ist Co-Lei­ter von WISPR, ei­nem Pro­jekt, in dem ei­ne spe­zi­el­le Weit­win­kel­ka­me­ra für die Na­sa-Mis­si­on ent­wi­ckelt wur­de. Ge­mein­sam mit sei­nen ame­ri­ka­ni­schen Kol­le­gen wird Both­mer heu­te in Flo­ri­da den Ra­ke­ten­start ver­fol­gen. Für ihn geht es um ein his­to­ri­sches Er­eig­nis: „Parker So­lar Pro­be“soll die Ko­ro­na, die äu­ße­re Son­nen­at­mo­sphä­re, er­for­schen, sie wird die Son­ne ge­wis­ser­ma­ßen be­rüh­ren – da­mit steht der ers­te Be­such der Mensch­heit bei ei­nem Stern be­vor. Die Idee für ein sol­ches Pro­jekt ist ei­gent­lich schon alt, „aber es hat Jahr­zehn­te ge­braucht, bis die tech­no­lo­gi­sche Ent­wick­lung so weit war“, sagt Both­mer.

Tat­säch­lich fas­zi­niert die Son­ne Wis­sen­schaft­ler seit Jahr­tau­sen­den. Bei ent­wi­ckel­ten Kul­tu­ren des Al­ter­tums wur­de sie als Gott­heit ver­ehrt, die Licht und Le­ben spen­det oder neh­men kann. Doch schon die Grie­chen be­gan­nen im 6. Jahr­hun­dert vor un­se­rer Zeit­rech­nung, die Son­ne als phy­si­ka­li­sches Ob­jekt zu se­hen, das man er­for­schen kann. Be­reits viel frü­her nutz­ten Men­schen den Lauf der Son­ne, um wie­der­keh­ren­de Er­eig­nis­se zu be­stim­men. Und schon in Ba­by­lo­ni­en kann­te man Zy­klen, die die Vor­her­sa­ge von Son­nen­fins­ter­nis­sen er­mög­lich­ten – die man als Zei­chen für na­hen­de Ka­ta­stro­phen deu­te­te.

Aber erst im 17. Jahr­hun­dert war end­gül­tig er­kannt und be­wie­sen, dass die Son­ne das Zen­trum ist, um das sich al­le Pla­ne­ten dre­hen.

Ein Mys­te­ri­um blieb sie trotz­dem. Vor al­lem die Fra­ge, wie die Son­ne ih­re ge­wal­ti­ge Ener­gie pro­du­ziert, lös­te vie­le Spe­ku­la­tio­nen aus. Viel­leicht presst die gro­ße Mas­se der Son­ne sie so fest zu­sam­men, dass die­se Gra­vi­ta­ti­ons­ener­gie in Wär­me um­ge­wan­delt wird, spe­ku­lier­te man im 19. Jahr­hun­dert. Doch dann könn­te die Son­ne höchs­tens 100 Mil­lio­nen Jah­re strah­len – dass die Er­de viel äl­ter ist, wuss­te man schon da­mals. In­zwi­schen hat man her­aus­ge­fun­den, dass auch die Son­ne schon 4,6 Mil­li­ar­den Jah­re alt ist.

Erst vor gut 100 Jah­ren brach­te die Atom­phy­sik die Lö­sung. Wis­sen­schaft­ler er­kann­ten, dass im In­ne­ren des Feu­er­balls ei­ne Kern­fu­si­on für schier end­lo­se Ener­gie sorgt: Un­ter dem Druck der Son­nen­mas­se und bei un­fass­bar ho­hen Tem­pe­ra­tu­ren ver­schmel­zen Was­ser­stoff­ker­ne zu He­li­um. In je­der Se­kun­de wer­den 564 Mil­lio­nen Ton­nen Was­ser­stoff in 560 Mil­lio­nen Ton­nen He­li­um um­ge­wan­delt. Die Dif­fe­renz, vier Mil­lio­nen Ton­nen Mas­se, wird in Form von hoch­en­er­ge­ti­schen Teil­chen ins All ab­ge­ge­ben. Die Ener­gie, die die Son­ne pro Se­kun­de ins Wel­tall ver­schleu­dert, wür­de den Ener­gie­be­darf der Mensch­heit für Mil­li­ar­den Jah­re ab­de­cken.

Da­mit ist das Grund­prin­zip ver­stan­den, doch vie­le Fra­gen blei­ben of­fen, die nun be­ant­wor­tet wer­den sol­len.

„Parker So­lar Pro­be“fliegt zu­nächst zur Ve­nus, die sie im Ver-

Es hat Jahr­zehn­te ge­braucht, bis die tech­no­lo­gi­sche Ent­wick­lung so­weit­war. Vol­ker Bot­hier, AstrO­PHy­sI­KEr

lauf der sie­ben­jäh­ri­gen Mis­si­on noch sechs­mal pas­sie­ren wird – nach und nach nä­hert sich ih­re Um­lauf­bahn da­bei der Son­ne. Frü­hes­tens im De­zem­ber 2024 wird „Parker So­lar Pro­be“den Punkt er­rei­chen, an dem die Dis­tanz zur Son­ne am ge­rings­ten ist.

24-mal soll die Son­de das Ge­stirn auf ei­ner el­lip­ti­schen Bahn um­run­den. In Son­nen­nä­he rauscht die 635 Ki­lo­gramm schwe­re Son­de mit 684 000 St­un­den­ki­lo­me­tern vor­bei – so schnell war ein men­schen­ge­mach­tes Ob­jekt noch nie. Leicht wird es die Son­de nicht ha­ben: Sie wird Tem­pe­ra­tu­ren von 1400 Grad aus­hal­ten müs­sen. Da­mit die In­stru­men­te an Bord nicht zer­stört wer­den, wer­den sie von ei­nem 11,43 Zen­ti­me­ter di­cken Kar­bon­pan­zer ge­schützt.

„Parker So­lar Pro­be“wird vor al­lem die Ko­ro­na un­ter­su­chen. Nor­ma­ler­wei­se ist die äu­ße­re Son­nen­at­mo­sphä­re von der Er­de aus mit blo­ßem Au­ge nicht zu se­hen. Das Licht der Son­ne über­strahlt sie. Nur wenn sich bei ei­ner Son­nen­fins­ter­nis der Mond vor die Son­ne schiebt, er­scheint sie plötz­lich als Strah­len­kranz um die ver­dun­kel­te Son­nen­schei­be. Die Ko­ro­na be­steht aus Plas­ma und reicht weit hin­aus in den Welt­raum, wo­bei sie meh­re­re Mil­lio­nen Grad heiß sein kann. Das ist ei­nes der gro­ßen Rät­sel: In der Ko­ro­na ist es sehr viel hei­ßer als auf der Ober­flä­che der Son­ne, die mit 5500 Grad ge­ra­de­zu kühl ist. Es ist un­ge­fähr so, als hät­te man ei­nen Heiz­kör­per, der das En­de ei­nes Rau­mes bes­ser wärmt als den Be­reich di­rekt vor ihm.

Wo­her kommt all die Ener­gie in der Ko­ro­na? Si­cher ist: Es muss et­was mit dem Ma­gnet­feld der Son­ne zu tun ha­ben. Das könn­te sich zum Bei­spiel ver­for­men und auf die­se Wei­se mit Ener­gie auf­la­den. Ähn­lich wie ein Gum­mi­band, das lang ge­zo­gen und dann los­ge­las­sen wird, er­klärt Sa­mi So­lan­ki vom Göt­tin­ger Max-PlanckIn­sti­tut für Son­nen­sys­tem­for­schung. Wenn sich das Ma­gnet­feld ver­drillt, kann das Schwin­gun­gen er­zeu­gen, die sich in Wel­len durch das Ma­gnet­feld aus­brei­ten und da­bei Ener­gie trans­por­tie­ren. Doch das ist nur ei­ne von vie­len Theo­ri­en.

Die Er­kennt­nis­se der Na­saSon­de könn­ten auch dem Schutz der Er­de die­nen. „Die äu­ße­re Ko­ro­na ist nicht sta­bil”, be­rich­tet So­lan­ki. Stän­dig wür­den von dort Teil­chen mit Ge­schwin­dig­kei­ten von bis zu 800 Ki­lo­me­tern pro Se­kun­de ins All schie­ßen.

Die­ser Son­nen­wind er­reicht auch die Er­de, in der Re­gel ist er nicht ge­fähr­lich. Die Par­ti­kel wer­den vom Ma­gnet­feld der Er­de zu den Po­len um­ge­lei­tet, wo sie mit Stick­stoff- und Sau­er­stoff­ato­men re­agie­ren und so die wun­der­schö­nen Po­lar­lich­ter aus­lö­sen. Doch im­mer wie­der pas­siert es, dass die Son­ne ei­nen be­trächt­li­chen Teil ih­rer Ko­ro­na ins All schleu­dert. Bei sol­chen „ko­ro­na­len Mas­sen­aus­wür­fen” wird auf ei­nen Schlag sehr viel Plas­ma mit Ge­schwin­dig­kei­ten von bis zu 2000 Ki­lo­me­tern pro Se­kun­de ins All ka­ta­pul­tiert.

Was ge­nau die­se Son­nen­erup­tio­nen aus­löst, ist noch un­be­kannt. Klar ist je­doch: Trifft das Plas­ma die Er­de, kann es zu schwe­ren Schä­den kom­men. Im schlimms­ten Fall kön­nen Strom­net­ze zu­sam­men­bre­chen, Na­vi­ga­ti­ons­sys­te­me aus­fal­len, die Wirt­schaft kä­me zum Still­stand – Ex­per­ten rech­nen mit Schä­den von mehr als 2 Bil­lio­nen Dol­lar. Für As­tro­nau­ten kann die ho­he Strah­lungs­do­sis töd­lich sein, wenn sie ihr au­ßer­halb von Raum­sta­tio­nen un­ge­schützt aus­ge­setzt sind. „Parker So­lar Pro­be“soll nun her­aus­fin­den, was bei solch ei­ner ge­wal­ti­gen Erup­ti­on pas­siert. Dann wä­re es viel­leicht auch mög­lich, Aus­brü­che vor­her­zu­sa­gen und Men­schen und In­fra­struk­tur vor gro­ßen Schä­den zu schüt­zen.

Nur wenn man der Son­ne wirk­lich na­he kommt, hat man die Chan­ce, ih­re Rät­sel zu lö­sen. „Von der Er­de aus kann man die Be­schleu­ni­gung des Son­nen­win­des nicht mehr mes­sen“, sagt Both­mer. „Dann ist schon al­les pas­siert.“Das ist in et­wa so, als ob man ei­nen Berg er­for­schen woll­te, in­dem man Tau­sen­de Ki­lo­me­ter fluss­ab­wärts St­ein­chen un­ter­sucht. Schon En­de des Jah­res er­war­ten die Wis­sen­schaft­ler ers­te Da­ten – „und auch ei­ne gan­ze Rei­he un­er­war­te­ter Din­ge“.

Un­se­re Son­ne bes­ser zu ver­ste­hen heißt auch, al­le Ster­ne im Uni­ver­sum bes­ser zu ver­ste­hen. Die nächs­ten Son­nen sind Licht­jah­re ent­fernt – und da­mit prak­tisch un­er­reich­bar. Si­cher ist aber, dass auch die Son­ne ster­ben muss.

Das Fi­na­le wird gran­di­os sein. Zu­nächst wird sich die Son­ne zu ei­nem Ro­ten Rie­sen auf­blä­hen und da­bei so groß wer­den, dass sie in et­wa zwei Mil­li­ar­den Jah­ren die Ozea­ne auf der Er­de ver­dampft, wo­mit al­les Le­ben en­den wird. Drei bis fünf Mil­li­ar­den Jah­re spä­ter wird die Son­ne Mer­kur und Ve­nus ver­schlu­cken, die Er­de wird end­gül­tig ge­grillt. Bald dar­auf geht ihr der Brenn­stoff aus, die Kern­fu­si­on im In­nern kommt zum Still­stand, die Son­ne stürzt in sich zu­sam­men. Sie wird zum Wei­ßen Zwerg, be­vor sie wei­te­re Mil­li­ar­den Jah­re spä­ter er­lischt.

FO­TO: UNI­VER­SI­TY OF CHI­CA­GO

Nach ihm ist die Na­sa-Son­de be­nannt: Der US-For­scher Eu­ge­ne Parker präg­te 1959 den Be­griff „Son­nen­wind“für elek­trisch ge­la­de­ne Teil­chen von un­se­rem Zen­tral­ge­stirn.

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