Aufbau der Sonne

Die Sonnenatmosphäre setzen sich aus drei Schichten zusammen. Die unterste Schicht ist die Photosphäre (Lichtschicht), darüber liegt die Chromosphäre (Farbschicht). Die äußerste Atmosphärenschicht heißt Korona (Strahlenkranz) und reicht weit in den in den interplanetaren Raum hinein.

Photosphäre
Die Photosphäre ist die unterste Schicht der Sonnenatmosphäre. Ihre Dicke beträgt 400 km. Die Temperatur nimmt von innen nach außen von rund 7500 Kelvin auf etwa 4500 Kelvin ab. Die Dichte der Atmosphäre liegt bei 10^-7 Gramm pro Kubikzentimeter. Im Teleskop erkennt man eine reiskornartige Struktur, die Gratulation (lateinisch granulum = Körnchen). Die einzelnen Elemente der Granulation haben scheinbare Durchmesser von 1 bis 2 Bogensekunden, dies entspricht einer linearen Ausdehnung von etwa 700 bis 1400 Kilometern.
Ursache der Granulation sind vertikal Strömungen, die Sonne brodelt gewissermaßen an ihrer Oberfläche. Die Energie wird durch Konvektion auch von innen nach außen transportiert. Man spricht von der Wasserstoffkonvektionszone: Heiße Gaszellen steigen auf, kühlen ab und sinken wieder abwärts. Die die aufwärts strömenden Gaszellen sind heißer und somit heller als die Umgebung. Die mittlere Lebensdauer der Granulen beträgt rund 5 bis 10 Minuten, die Aufstiegsgeschwindigkeit einige Kilometer pro Sekunde. In der Photosphäre entsteht auch das Phänomen der Randverdunklung (siehe Sonne im Allgemeinen). Ferner treten hier Sonnenflecken auf, magnetische Störgebiete in der Lichtschicht.

Chromosphäre
Die Chromosphäre liegt über der Photosphäre. Die untere Schicht der Chromosphäre ist rund 8000 Kilometer dick, die obere Chromosphäre etwa 12.000 Kilometer. Die Temperatur steigt rasch von unten nach oben an: An der Grenze zur Photosphäre beträgt sie 4500 Kelvin und steigt schnell auf über 400.000 Kelvin an. An der Obergrenze zu Korona erreichte schließlich 1 Million Kelvin. Die mittlere Dichte in liegt bei 10^-12 g/cm³.
Die Chromosphäre zeigt im monochromatischen (einfärbigen) Licht eine flockige Struktur. Man spricht von Flocculi. Sie sind eine Folge starken Turbulenzen. Man beobachtet die Chromosphäre in der Regel im Licht der Roten Wasserstoffemissionslinien Hα der Balmer-Serie bei λ = 656,3 nm und im violetten Licht der H- (λ = 396,8 nm) und K-Linie (λ = 393,4 nm) des ionisierten Kalziums (Ca II).
In den Störgebieten (oberhalb der Sonnenflecken) treten Fackeln, Flares, Eruptionen und Filamente auf. Die Filamente sind Materieauswürfe, die am Sonnenrand als Protuberanzen erscheinen.
Bei totalen Sonnenfinsternissen ist die Chromosphäre auch ohne monochromatischen Filter (Lyot-Filter beziehungsweise Spektroheliographen) kurz vor und nach der totalen Phase beobachtbar.

Korona
Die Korona ist die äußerste Gashülle der Sonne. Sie erstreckt sich bis weit in den interplanetaren Raum hinein. Streng genommen kreist noch die Erde in den äußersten Gebieten der Korona um die Sonne. Die Korona ist nur sichtbar, wenn die Photosphäre der Sonne abgedeckt ist. Dies tritt bei totalen Sonnenfinsternissen ein oder in Spezialteleskopen, sog. Koronographen. In ihnen wird die Photosphäre durch einen Kegelblende abgedeckt. Die Gesamthelligkeit der Korona beträgt nur ein Millionenstel der Sonnenleuchtkraft. Der bei totalen Sonnenfinsternissen sichtbare Strahlenkranz um die verfinsterte Sonne (die eigentliche Korona) erstreckt sich etwa eine Millionen Kilometer in den Weltraum hinein. Die Korona ist ein äußerst heißes aber sehr dünnes Gas. Die Temperaturen liegen zwischen ein und drei Millionen Kelvin, die Dichte der inneren Korona beträgt 10^-17 g/cm³. Am kräftigsten leuchtet die grüne Emissionslinie des 13-fachen ionisierten Eisens (Fe XIV) bei λ = 530,3 nm.
Die Korona zeigt eine fächerförmige Struktur. Bei starker Sonnenaktivität erscheint sie radialsymmetrisch, bei minimaler Aktivität rotationssymmetrisch (Sonnenachse ist in etwa die Symmetrieachse).
Wegen der hohen Temperaturen sendet die Korona intensives Röntgenlicht her aus (λ = 10 nm). In Röntgenaufnahmen erscheint die Korona deswegen wesentlich heller als die eigentliche Sonnenoberfläche (Photosphäre).

Mehr zum inneren Aufbau der Sonne (eines Sterns) erfahren Sie hier.