Sonnenphysik

Sonne mit Sonnenflecken

Als Sonnenphysik wird jener Zweig der Astronomie und Sonnenforschung bezeichnet, der die Sonne mit ihren physikalischen Erscheinungsformen zum Gegenstand hat.

Ihre moderne Entwicklung begann im Wesentlichen mit der Erfindung der Spektralanalyse 1858.

Wichtige Phänomene und Methoden

Die Sonnenphysik zeigt in ihrer Entwicklung einen deutlichen Zusammenhang mit der Messtechnik und der Zunahme an Möglichkeiten, physikalische Phänomene der Sonnenoberfläche und Sonnenstrahlung zu beobachten.

In annähernd geschichtlicher Reihenfolge sind vor allem die folgenden Themenbereiche anzuführen:

• Sonnenstrahlung und Wärmebilanzierung
• Masse der Sonne und Mechanik des Sonnensystems
• Sonnenflecken und Sonnenrotation
• Photosphäre und Solarkonstante
• Spektralanalyse (siehe Fraunhofersche Linien)
• H-alpha-Strahlung (siehe auch Balmer-Serie und H-alpha-Teleskop) und Struktur der Chromosphäre
• Konvektion und Hypergranulation
• Magnetfelder und Sonnenaktivität
• Wechselwirkung des Sonnenwindes mit Erdmagnetfeld und Ionosphäre
• Kernfusion im Sonnenkern und Wärmetransport zur Oberfläche
• thermodynamische Gleichgewichtsmodelle der Sonnenschichtung – was den Beginn der allgemeinen Stellarphysik darstellte
• Radiostrahlung der Sonne und ihre Ursachen
• Messung und Modellierung von Infrarot- und UV-Strahlung
• Neutrino-Forschung
• Röntgen- und Gammastrahlung
• Kosmogonie der Sonne und des Planetensystems

Anstoß zur Entwicklung der Astro- und Stellarphysik

Teide Observatorium auf Teneriffa

Die Sonnenphysik stellt eines der größten Teilgebiete der Astrophysik dar und hat wesentliche Impulse zu deren Entwicklung und jener der Atomphysik gegeben. Am Beginn der modernen Sonnenphysik stehen die Forschungen von Joseph von Fraunhofer über das Sonnenspektrum und die daraus folgenden Methoden der Spektralanalyse.

Im 20. Jahrhundert widmete sich die Wissenschaft zunehmend auch den nicht sichtbaren Anteilen des Spektrums und erkundete kürzere Wellenlängen (zum Beispiel die Ultraviolettstrahlung) und längere Wellenlängen (Infrarotstrahlung und Radiowellen). An der Schnittstelle von Sonnenphysik, Astronomie, Astrophysik und Teilchenphysik entstand das Gebiet der Astroteilchenphysik.

Einige bedeutende Sonnenforscher

Antike bis etwa 1800

• Aristoteles, Pythagoras, Ptolemäus, al-Ma'mun
• Athanasius Kircher, Galileo Galilei, Christoph Scheiner, Roger Joseph Boscovich

19. Jahrhundert

• Joseph von Fraunhofer, Gustav Robert Kirchhoff
• Theodor Oppolzer, Johann Palisa

20. Jahrhundert

• Arthur Eddington, Hans Elsässer, Karl-Otto Kiepenheuer, Gerard Peter Kuiper, Karl Stumpff, Albrecht Unsöld, Harold Clayton Urey, Hans-Heinrich Voigt, Max Waldmeier et al.

Literatur

• Max Waldmeier: Ergebnisse und Probleme der Sonnenforschung. 2. erweiterte Auflage. Geest & Portig, Leipzig 1955.
• Karl Stumpff (Hrsg.): Astronomie. Fischer, Frankfurt am Main 1957, Kapitel Sonnenphysik.
• Wolfgang Mattig: Die Sonne. Beck, München 1995, ISBN 3-406-39001-3 (Beck'sche Reihe 2001 Wissen).
• Helmut Zimmermann und Alfred Weigert: Lexikon der Astronomie. 8. Auflage. Spektrum, Heidelberg u. a. 1999, ISBN 3-8274-0575-0.
• J. Herrmann: dtv-Atlas Astronomie. Mit Sternatlas. 14. überarbeitete Auflage. Deutscher Taschenbuch-Verlag, München 2000, ISBN 3-423-03006-2 (dtv. dtv-atlas 3006).
• Wolfgang Mattig: Bevor die Sonnenbeobachtung zur Sonnenphysik wurde – in Deutschland und Umgebung. (PDF; 3,5 MB) In: SONNE. Mitteilungsblatt der Amateursonnenbeobachter. Nr. 103 = Jg. 26, 2002, ISSN 0721-0094, S. 67–71.
• Michael P. Seiler: Kommandosache „Sonnengott“. Geschichte der deutschen Sonnenforschung im Dritten Reich und unter alliierter Besatzung. Deutsch, Frankfurt am Main 2007, ISBN 978-3-8171-1797-0 (Acta Historica Astronomiae 31).

Weblinks

• Living Reviews in Solar Physics
• Solar Physics of the NASA's Marshall Space Flight Center
• George W. Collins, II: The Fundamentals of Stellar Astrophysics (Online-Buch)