Sie ist nah, sie ist hell, sie ist bestens zu beobachten und doch besonders rätselhaft: unsere Sonne. Bis heute ist nicht völlig klar, welche chemischen Elemente in welcher Menge in der Sonne vorkommen, erklärt Marc Pinsonneault, Astronom an der Ohio State University:
"Man würde erwarten, dass wir von der Sonne am ehesten wissen, aus welchen Stoffen sie besteht. Wir wissen so viel über sie. Aber jetzt plötzlich sagen Kollegen, wir hätten 40 Prozent weniger Sauerstoff in der Sonne als bisher angenommen. Sonnentheoretiker wie ich haben mit diesem geringen Sauerstoffgehalt schreckliche Probleme, das Innere der Sonne zu verstehen."
Die Sonnenphysiker sind geradezu in zwei Lager gespalten. Das eine sagt, in der Sonne kämen auf eine Million Wasserstoffteilchen etwa 800 Sauerstoffatome - das andere geht nur von knapp 500 aus. Auf den niedrigen Wert kommen die Astronomen, indem sie die chemische Zusammensetzung der leuchtenden Sonnenoberfläche und der Sonnenatmosphäre zu messen versuchen. Marc Pinsonneault dagegen will die Sonne buchstäblich aus dem Inneren heraus ergründen.
"Die Sonne klingt wie eine riesige Glocke. Schallwellen laufen durch die Sonne, werden im Innern reflektiert und gelangen wieder an die Oberfläche. Diese Wellen verraten viel über den Aufbau der Sonne, so wie man mit Erdbebenwellen viel über das Innere der Erde lernt. Man spricht von Helioseismologie. Wir können so feststellen, wie heiß und wie dicht es in der Sonne ist. Daraus leiten wir ab, welche chemischen Stoffe im Innern der Sonne vorhanden sein müssen - und kommen dabei auf einen eher hohen Wert für den Sauerstoffanteil."
Für Astronomen ist es sehr wichtig, den Sauerstoffgehalt der Sonne präzise zu kennen. Denn nur so lässt sich die Entstehung der Elemente im Innern der Sonne richtig nachvollziehen. Zudem sind exakte Sonnendaten Grundvoraussetzung dafür, Aufbau und Entwicklung der vielen anderen Sterne im Kosmos zu erfassen. Auch die Entstehung der Erde und der übrigen Planeten können die Forscher nur verstehen, wenn sie die genaue Zusammensetzung jener Urwolke kennen, aus der sich das Sonnensystem gebildet hat. Manche Beobachter sehen die Sonnenforschung in einer veritablen Sauerstoff-Krise.
"Wir sind bei unseren Modellen auf Kollegen angewiesen, die uns mit quantenmechanischen Berechnungen sagen, wie sich ein Element wie Sauerstoff im Innern der Sonne bei hohem Druck und starker Hitze verhält. Die Eigenschaften der Elemente kann man seit Neuestem sogar in speziellen Laboren nachmessen. Sollte sich dabei herausstellen, dass die bisherigen Annahmen falsch waren, könnte das in der Tat unsere Modelle widerlegen. Wir werden sehr bald wissen, ob das der Fall ist oder nicht."
Noch ist deshalb unklar, ob die technisch sehr schwierigen Messungen falsch sind oder die errechneten Modelle. Klar ist: Die Astronomen verstehen entweder die Atmosphäre oder das Innere der Sonne nicht genau - vielleicht liegt man auch bei beiden falsch.
Die Natur sei sehr, sehr clever, meint Marc Pinsonneault. Sie wähle nicht immer den Weg, den die Astronomen am einfachsten berechnen können. Doch, so hoffen die Sonnenforscher, neue Daten aus dem Labor und bessere Satellitenmessungen werden die solare Sauerstoff-Krise bald entschärfen.
"Man würde erwarten, dass wir von der Sonne am ehesten wissen, aus welchen Stoffen sie besteht. Wir wissen so viel über sie. Aber jetzt plötzlich sagen Kollegen, wir hätten 40 Prozent weniger Sauerstoff in der Sonne als bisher angenommen. Sonnentheoretiker wie ich haben mit diesem geringen Sauerstoffgehalt schreckliche Probleme, das Innere der Sonne zu verstehen."
Die Sonnenphysiker sind geradezu in zwei Lager gespalten. Das eine sagt, in der Sonne kämen auf eine Million Wasserstoffteilchen etwa 800 Sauerstoffatome - das andere geht nur von knapp 500 aus. Auf den niedrigen Wert kommen die Astronomen, indem sie die chemische Zusammensetzung der leuchtenden Sonnenoberfläche und der Sonnenatmosphäre zu messen versuchen. Marc Pinsonneault dagegen will die Sonne buchstäblich aus dem Inneren heraus ergründen.
"Die Sonne klingt wie eine riesige Glocke. Schallwellen laufen durch die Sonne, werden im Innern reflektiert und gelangen wieder an die Oberfläche. Diese Wellen verraten viel über den Aufbau der Sonne, so wie man mit Erdbebenwellen viel über das Innere der Erde lernt. Man spricht von Helioseismologie. Wir können so feststellen, wie heiß und wie dicht es in der Sonne ist. Daraus leiten wir ab, welche chemischen Stoffe im Innern der Sonne vorhanden sein müssen - und kommen dabei auf einen eher hohen Wert für den Sauerstoffanteil."
Für Astronomen ist es sehr wichtig, den Sauerstoffgehalt der Sonne präzise zu kennen. Denn nur so lässt sich die Entstehung der Elemente im Innern der Sonne richtig nachvollziehen. Zudem sind exakte Sonnendaten Grundvoraussetzung dafür, Aufbau und Entwicklung der vielen anderen Sterne im Kosmos zu erfassen. Auch die Entstehung der Erde und der übrigen Planeten können die Forscher nur verstehen, wenn sie die genaue Zusammensetzung jener Urwolke kennen, aus der sich das Sonnensystem gebildet hat. Manche Beobachter sehen die Sonnenforschung in einer veritablen Sauerstoff-Krise.
"Wir sind bei unseren Modellen auf Kollegen angewiesen, die uns mit quantenmechanischen Berechnungen sagen, wie sich ein Element wie Sauerstoff im Innern der Sonne bei hohem Druck und starker Hitze verhält. Die Eigenschaften der Elemente kann man seit Neuestem sogar in speziellen Laboren nachmessen. Sollte sich dabei herausstellen, dass die bisherigen Annahmen falsch waren, könnte das in der Tat unsere Modelle widerlegen. Wir werden sehr bald wissen, ob das der Fall ist oder nicht."
Noch ist deshalb unklar, ob die technisch sehr schwierigen Messungen falsch sind oder die errechneten Modelle. Klar ist: Die Astronomen verstehen entweder die Atmosphäre oder das Innere der Sonne nicht genau - vielleicht liegt man auch bei beiden falsch.
Die Natur sei sehr, sehr clever, meint Marc Pinsonneault. Sie wähle nicht immer den Weg, den die Astronomen am einfachsten berechnen können. Doch, so hoffen die Sonnenforscher, neue Daten aus dem Labor und bessere Satellitenmessungen werden die solare Sauerstoff-Krise bald entschärfen.