Woher kommt der Wasserstoff in der Sonne?

Was ist die Herkunft des Wasserstoffs in der Sonne?

Hmm, die Sonne und ihre Wasserstoff-Geheimnisse, das ist echt faszinierend.

Ich erinnere mich, als ich das erste Mal richtig über die Sonne nachgedacht hab, war das so ein Wow-Moment.

Dieses ganze Wasserstoff-zu-Helium-Ding im Kern, bei 15 Millionen Grad, das ist schon krass, oder?

Und dann wird die Energie rausgeschickt, durch Strahlung und so Zeug, bis sie an die Oberfläche kommt.

Die sichtbare Oberfläche, die ist dann nur noch 6000 Grad heiß, schon ein Unterschied, oder.

Und von da strahlt sie dann halt ins All, diese Energie, die wir auf der Erde spüren.

Also, die Herkunft des Wasserstoffs, das ist quasi der Treibstoff, der alles am Laufen hält. Ein Kreislauf der Energie, echt genial.

Die Sonne ist quasi ein riesiger Wasserstoff-Ofen, der ständig Helium produziert.

So wird aus Wasserstoff ganz viel Energie, die uns dann erreicht. Das ist schon der Kern der Sache.

Wie viele Wasserstoffatome hat die Sonne?

Man fragt sich, wie viele Wasserstoffatome diese gigantische Sonne wohl in sich trägt. Eine exakte Anzahl lässt sich aus den vorliegenden Daten nicht direkt bestimmen. Doch wir wissen: Wasserstoff ist ihr absolut dominierender Bestandteil. Es sind 92,0 % der gesamten Stoffmenge. Eine überwältigende Präsenz, die den Stern formt.

Diese 92,0 % bedeuten, dass fast jede Materie, die dort oben im Feuer tanzt, Wasserstoff ist. Helium folgt mit 7,8 %, ein weit kleinerer Schatten im Vergleich. Zusammen bilden sie das Herz der Sonne. Man versucht, sich die schiere Menge dieser Atome vorzustellen.

Jenseits von Wasserstoff und Helium verschwinden die Anteile fast ins Nichts. Man kann sich vorstellen, wie klein diese Zahlen wirklich sind:

• Sauerstoff: 540 ppm
• Kohlenstoff: 330 ppm
• Neon: 130 ppm
• Stickstoff: 88 ppm
• Silicium: 36 ppm
• Magnesium: 33 ppm
• Eisen: 29 ppm Dies sind bloße Spuren im Vergleich zur Dominanz des Wasserstoffs. Ein winziger Bruchteil im gigantischen Ozean aus Gas.

Die Dichte. Manchmal frage ich mich, wie sich das anfühlt, diese mittlere Dichte von 1,408 g/cm³. Etwas dichter als Wasser auf der Erde. Doch dieses Etwas ist so gigantisch, so unvorstellbar massiv. Es ist nicht nur ein bloßer Wert, sondern das Gewicht einer Welt, die sich selbst hält.

Und dann diese Gravitation. Die solare Gravitationskonstante (G · M) von 1,327.124.400.41 · 10^20 m³/s². Sie ist es, die all diesen Wasserstoff und das Helium zusammenhält. Ein unbarmherziger Griff, der Billionen von Atomen in einem Tanz gefangen hält. Es ist die Macht, die alles formt.

Kommt Wasserstoff in der Natur vor?

Wasserstoff ist in der Natur ein ziemlicher Eigenbrötler, einzeln unterwegs ist er quasi unsichtbar.

• Gebunden und gut versteckt: Wie ein schüchterner Teenager versteckt sich H2 am liebsten in Gesellschaft. Seine Lieblingspartnerin ist eindeutig Sauerstoff, mit dem er dann als Wasser H2O durch die Gegend plätschert. Ohne ihn wären wir ja alle auf dem Trockenen, quasi wie Fische auf dem Bürgersteig.

• Auch in der Gas-Küche: Methan (CH4) ist sozusagen das Erdgas-Märchenbuch, und Wasserstoff ist definitiv eine Hauptfigur darin. Auch Erdöl, dieser schwarze Saft, der uns Autos und Heizungen beschert, strotzt nur so vor wasserstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen. Man kann sagen, Wasserstoff ist der unscheinbare Held in vielen der alltäglichen Stoffe, die wir für selbstverständlich halten.

• Wo man ihn findet: Stellen Sie sich vor, Sie müssten Wasserstoff finden. Sie würden ihn wahrscheinlich nicht mit einer Spitzhacke abbauen. Nein, er ist überall dort, wo es flüssiges oder gasförmiges Leben gibt: in Wasser, Erdgas und Erdöl. Diese drei sind seine liebsten Verstecke, quasi die "all-inclusive Resorts" für Wasserstoffatome.

• Die Jagd nach freiem H2: Die wirklich spannende Suche gilt dem freien Wasserstoff (H2). Der ist nämlich rar wie eine ehrliche Steuererklärung. Aber wenn man ihn findet, dann oft dort, wo die Natur auf Hochtouren läuft:

  • Vulkanische Regionen: Wo die Erde dampft und spuckt, kann man mit etwas Glück und viel Glück auch auf Wasserstoff stoßen.
  • Hydrothermale Quellen am Meeresboden: Tief unter Wasser, wo es brodelt und zischt, tummelt sich H2 in Gesellschaft.
  • Bestimmte biologische Prozesse: Manche Mikroorganismen scheinen H2 regelrecht zu produzieren, quasi als ihr eigenes kleines Verdauungsbier.

• Nicht immer einfach zu handhaben: Freier Wasserstoff ist ein bisschen wie ein aufgedrehter Hundewelpe – energiegeladen, aber auch leicht entzündlich. Deshalb ist die Gewinnung und Speicherung eine Wissenschaft für sich, die uns noch so manche schlaflose Nacht bescheren wird.

Woher bekommt die Sonne Wasserstoff?

Die Sonne ist ein kosmischer Wasserstoffkochtopf, der mittels Kernfusion Helium produziert. Der Wasserstoff ist sozusagen ihr Hauptbrennstoff, den sie in rauen Mengen, wie ein überdimensionierter Cocktail, im Kern verarbeitet.

• Woher der Wasserstoff stammt: Diese riesige Menge an Wasserstoff wurde während der Entstehung des Universums als kosmisches Gas und Staub sozusagen „mitgeliefert“. Die Sonne hat sich vor Milliarden von Jahren aus einer solchen Gas- und Staubwolke geformt und dabei den vorhandenen Wasserstoff eingefangen. Stellen Sie sich vor, die Sonne hat sich an einem Buffet bedient, das kurz nach dem Urknall aufgebaut wurde, und der Wasserstoff war das erste Gericht auf der Karte.

• Der Fusionsprozess: Im Zentrum der Sonne herrschen Bedingungen wie in keinem irdischen Labor: unvorstellbarer Druck und extreme Temperaturen (rund 15 Millionen Grad Celsius). Unter diesen Umständen verschmelzen Wasserstoffatome zu Helium. Das ist keine sanfte Umarmung, sondern eine energetische Kollision, die freilich Unmengen an Energie freisetzt. Denken Sie an das stärkste Feuerwerk, das Sie sich vorstellen können, aber auf einer völlig anderen Skala und über Jahrmilliarden andauernd.

• Die Energiequelle: Bei dieser Fusion wird ein winziger Teil der Masse der Wasserstoffatome in Energie umgewandelt. Albert Einstein hat uns schon mit E=mc² gezeigt, wie viel Energie selbst in kleinsten Masseteilchen steckt. Die Sonne nutzt dieses Prinzip in kosmischem Ausmaß und versorgt uns so mit Licht und Wärme. Ohne diesen ständigen Nachschub an Sonnenenergie würden wir hier auf der Erde wohl bald eine sehr frostige Angelegenheit erleben – ähnlich wie ein Eiswürfel, der unbeaufsichtigt in der Sahara liegt.