Sonne - wie funktioniert das ?

[morizsterne]

hallo Reinhard,

diese g/L angaben sind warscheinlich für gasförmigen zustand, in der sonne sind helium und wasserstoff aber plasma. ich glaube deshalb ist das eher nicht so, aber so genau weis ich das auch nicht.

soviel ich weis ist es umgekehrt und das helium ist im sonneninneren (die helium athome sind ja auch schwerer als die wassertoff athome).

cs
Moriz

[scubamaxx]

Hallo,
ich hab mal schnell bei Wikipedia nachgelesen und da steht es recht schön beschrieben...
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonne#Umwa ... in_Energie

LG.
maxx

[prokyon]

Helium hat ein spez Gewicht von 18g/l, Wasserstoff rund 90g/l

Das spezifische Gewicht ist hier uninteressant. (wobei deine Angaben nicht stimmen können. ) Denn es ist das Verältnis der Gewichtskraft zum Volumen. Ein Wert, der im Sonneninneren keine Bedeutung hat.

Wichtiger wäre die Atommasse, denn bei der Kernfusion in der Sonne ist die Summe der Atommassen der Kerne vor der Fusion größer als die Masse des neuen Kerns. Ein Teil der Masse wurde in Energie umgewandelt. (Massendefekt).

Bei den genauen Abläufen muss man sagen, dass es da unterschiedliche Zyklen gibt. Der bekannteste ist der Proton-Proton-Zyklus. Es gibt auch noch den Bethe-Weizsäcker Zyklus ua. Dabei können andere Elemente als Zwischenprodukte aufteten C,N und O. Dieser Zyklus spielt aber nur bei massereicheren Sternen als der Sonne eine Rolle.

Irgendwann ist der H-Vorrat aufgebraucht und der Stern wechselt dann in einen anderen Lebensabschnitt...

cs

werner

[Christoph K.]

Ich hab da mal ne ziemlich gute Doku über genau dieses Thema aufgenommen... Hab schon wieder alles darüber vergessen - zu blöd XD.

lg. Christoph

[Daniel_Guetl]

Hallo Sternfreunde,

so nun mal Chemikermodus:

Was wir mal als erstes bedenken müssen, ist dass der Wasserstoff bei uns auf der Erde nicht dissoziiert vorkommt, also immer als H2 Molekül vorliegt. Der atomare Wasserstoff, also nur H, liegt bei uns nur kurz nach dem Entstehen, also im Status Nascendi vor. Danach reagieren zwei Moleküle sofort zu H2. In der Sonne schaut des anderst aus. Es braucht nämlich Energie/Hohe Temperaturen um das H2 Molekül zu trenne(viel davon!), und auf der Sonne ist durch die große Temperatur genug davon vorhanden. Dort liegt der Wasserstoff als dissoziiert vor. Weiters ist aber zu bedenken dass des nicht einfacher atomarer Wasserstoff, sondern Wasserstoff in Plasmaform ist, es liegen also auch die Elektronen von den Protonen mehr oder weniger dissoziiert vor. Das ganz is sehr Reaktionsfreudig

Anders schauts jetzt wiederum auf der Oberfläche der Sonne aus, dort ist der Wasserstoff wegen der "geringen" Temperatur von 6000°C nach wie vor molekular.

Was uns jetzt interessiert ist die Fusion von Wasserstoff zu Helium (zumindest habich das so verstanden). Hier gibt es zwei verschiedene Herangehensweisen(wie der Werner schon richtig gesagt hat), die Proton-Proton Reaktion und den Bethe-Weizsäcker Zyklus, um den Rahmen nicht zu sprengen geh ich mal auf die Proton-Proton Reaktion ein (wer mag darf sich den andren Zyklus auf Wikipedia reinziehen):

Voraußsetzungen sind dafür mal 3 Millionen Kelvin (haben wir im inneren der Sonne locker), Grund dafür ist dass alle Atome die beteiligt sind im ionisierten Zustand vorliegen müssen. Das heißt soviel wie dass ein Wasserstoff Atom sein Elektron verloren hat und somit nur mehr als Proton vorliegt. Aus zwei Protonen (H+ Ionen) wird dann ein Deuteriumkern. Sieht so aus:

1H+ + 1H+ → 2H+ + e+ + νe + 0,42 MeV.

Das 2H+ ist als Deuterium zu versthen, wobei ein Proton in ein Neutron umgewandelt wird und ein Positron e+ sowie ein Neutrino ve (sie sind überall!) frei wird. Weiters habn wir eine positive Energiebilanz von 0,42MeV, nicht schlecht! Mit dieser Energie heizt sich der ganze Vorgang also mal quasi von selbst.

Folgereaktion ist dass in der sonne ein Positron e+ frei herumflitzt und natürlich mit dem nächstbestem Elektron e- zusammenstößt. Wie wir wissen annihilieren sich diese beiden Teilchen:

e+ + e- → 2γ + 1,022 MeV

Die 2y sind Gammaquanten(Gammastrahlung) und wir bekommen wieder Energie in Form von 1,022 MeV dazu!

Bleibt uns noch das Deuterium das oben entstanden ist, das stößt mit einem Wasserstoff zusammen und reagiert somit zu Helium (Merke: Deuterium hat ein Proton und ein Neutron im Kern, ein weiteres Proton führt zu einem Heliumkern mit zwei Protonen und einem Neutron.):

2H+(Deuterium) + 1H+(Proton) → 3He2+(Helium 3 Isotop) + γ + 5,49 MeV

Auch diese Reaktion zeichnet sich wieder durch einen Gammaquant und eine positive Energiebilanz zu 5,49MeV aus.

Unterschlagen habich noch die Neutrinos, die ja quasi ungebremst herumfliegen können und alles wie nichts durchdringen. Diese haben natürlich auch eine Energie die dadurch der Sonne(Stern) verloren geht.

Weiters möchte ich anmerken dass diesen 3Helium Isotop nicht immer so bleibt, in Folgereaktionen kann sich dieses auch noch verändern. Sollten zwei 3Helium Kerne zusammenstoßen ergibt sich ein 4Helium Kern (das in der Natur häufigst vorkommende Helium) und wieder zwei Protonen, sowie Energie. Dies nennen wir Proton-Proton Reaktion 1.

Wer jetzt weiterlesen mag uns sich mehr in die Materie vertiefen will kann sich nach den Stichworten grob bei Wikipedia informieren(würde sonst den Umfang des Threads sprengen):

*Proton-Proton-Reaktion
*Ionisation
*Wasserstoff
*Deuterium
*Helium
*Wasserstoffbrennen
*Nukleosynthese

Um jetzt als Abschluss noch die Frage zurückzukommen ob das Helium herumschwimmt oder so, möchte ich folgendes Sagen: Die Sonne ist ein atomarer Hexenkessel in dem alles drunter und drüber geht. Durch die Dynamik die diese extremen Teilchengeschwindigkeiten entwickeln und die Menge an Energie die vorhanden ist ist das ein gut durchgemischter "Einheitsbrei". Unterschiede in den Zonen kann man nur durch Temperaturen feststellen.

Hoffe das sachgemäß und verständlich erklärt zu haben!

Viele Grüße

Daniel

[Christoph K.]

Hi Daniel

Super Erklärung. Zum Glück war mir in der Schule fad genug um weltderphysik.de zu schmökern
H2 isn Auto oder? Hummer H2! XD

lg. Christoph