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Die überraschende Wahrheit über die Masse der Sonne: Wie berechnet man diese unglaublich große Zahl?
In der Astronomie ist die „Sonnenmasse“ (M☉) eine Standardeinheit der Masse, die ungefähr 2×1030 Kilogramm entspricht, eine Zahl, die recht überraschend ist. Die Sonnenmasse ist nicht nur Grundlage zur Messung der Sonne selbst, sondern wird auch häufig zur Beschreibung der Masse anderer Himmelskörper wie Sterne, Sternhaufen, Nebel, Galaxien und Schwarzer Löcher verwendet. Da die Sonne eine Masse von etwa dem 333.000-fachen der Erde bzw. dem 1.047-fachen des Jupiters besitzt, stellt sie einen wichtigen Bezugspunkt im Universum dar.
Das Konzept der Sonnenmasse ist älter als die genaue Messung der Astronomischen Einheit (AE) und der Gravitationskonstante (G).
Messverlauf
Die Geschichte der Messung der Sonnenmasse reicht bis ins 17. Jahrhundert zurück, als Ivy Newton in seinem Buch „Mathematical Principles of Natural Philosophy“ erstmals das Verhältnis der Masse der Sonne zur Masse der Erde schätzte. Newtons ursprüngliche Schätzung basierte auf einem falschen Wert für die tägliche Parallaxe, den er später in der dritten Ausgabe seines Werks revidierte und seine Schätzung auf 1/169282 änderte; der aktuelle Wert liegt bei etwa 1/332946.
Wie berechnet man die Masse der Sonne?
Da es unmöglich ist, die Masse der Sonne direkt zu messen, verwenden Wissenschaftler andere messbare Faktoren für Berechnungen, darunter die Entfernung von der Erde zur Sonne (d. h. astronomische Einheiten AE), die Umlaufzeit der Erde (etwa ein Jahr) und die Gravitationskonstante G. Aus diesen Daten nutzten die Wissenschaftler das dritte Keplersche Gesetz, um die Masse der Sonne abzuleiten. Obwohl die Messung der Gravitationskonstante sehr schwierig ist, wurden die Standard-Gravitationsparameter der Sonne und mehrerer Planeten genau bestimmt.
Die Masse der Sonne ist die Standardmasse im astronomischen Maßeinheitensystem, was den Vergleich der Massen anderer Himmelskörper im Universum erleichtert.
Veränderungen der Sonnenmasse
Im Laufe der Zeit nimmt die Masse der Sonne aufgrund von Kernfusionsreaktionen von Jahr zu Jahr ab. Dies geht mit der Freisetzung elektromagnetischer Energie, Neutrinos und Materie einher, die im Sonnenwind nach außen geschleudert wird. Die Sonne verliert derzeit etwa 2–3×10−14 M☉ Masse pro Jahr. Wenn die Sonne in die Phase des Roten Riesen eintritt, erhöht sich diese Masseverlustrate erheblich und erreicht während der Bildung eines planetarischen Nebels schließlich 10−5 bis 10−4 M pro Jahr. ☉ Der Gipfel. Wenn sich die Sonne schließlich in einen weißen Zwerg verwandelt, verliert sie voraussichtlich 46 Prozent ihrer ursprünglichen Masse.
Verwandte Einheiten
Eine Sonnenmasse M☉ kann in andere Masseneinheiten umgerechnet werden, zum Beispiel: 27068510 ML (Mondmasse) und 332946 ME (Erdmasse) sowie 1047,35 MJ (Jupitermasse). In der allgemeinen Relativitätstheorie kann Masse auch in Längen- oder Zeiteinheiten ausgedrückt werden, insbesondere M☉ G / c2 und M☉ G / c3.
AbschlussDie Verwendung des Parameters der Sonnenmasse (G·M☉) in der astronomischen Einheit legte den Grundstein für das Verständnis der Astronomen vom Universum.
Durch historische Forschungen und die Entwicklung der modernen Wissenschaft vertieft sich unser Verständnis der Masse der Sonne immer weiter. Hinter dieser einfachen Zahl verbergen sich die Wirkungsgesetze und der Evolutionsprozess des Universums. Mit fortschreitender Technologie werden wir in der Zukunft vielleicht in der Lage sein, diesen wichtigen Parameter genauer zu verstehen. Die Masse der Sonne und ihre Veränderungen erinnern uns jedoch zweifellos daran, wie großartig und komplex die Gesetze des Universums sind. Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, welche neuen Geheimnisse uns das Universum in Zukunft offenbaren wird?
