Internationales Forscherteam beobachtet Entstehung der Sonnenenergie
Zum ersten Mal ist es Wissenschaftlern gelungen, die Sonnenenergie im Moment ihrer Produktion zu messen. Das internationale Forscherteam im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor, stellte seine Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe von „Nature“ vor.
Seit Jahren untersuchen die Wissenschaftler die Entwicklung der Sonne. Ein wichtiges Puzzle-Teil dafür sind Neutrinos. Die elektrisch neutralen Elementarteilchen kommen aus dem innersten Bereich der Sonneund geben Aufschluss über die dortigen Fusionsprozesse. 99 Prozent der Energie entstehen durch einen Fusionszyklus. In der Eingangsphase dieses Kreislaufs verschmelzen zwei Wasserstoffatome zu einem Atomkern von schwerem Wasserstoff. In diesem Zyklus wird die Energie freigesetzt, die die Sonne strahlen lässt (Sonnenstrahlung). Zudem entstehen dort Neutrinos, elektrisch neutrale Elementarteilchen. Die Forscher haben bislang nur die Sonnenstrahlung gemessen. Bisher konnten wir nur die Energie an der Sonnenoberfläche erforschen. Diese braucht aber 100.000 Jahre um vom Inneren nach außen zu gelangen, erklären Forscher. Deshalb konnten die Wissenschaftler bisher nur sagen, wie die Energie vor Tausenden von Jahren freigesetzt wurde. „Neutrinos brauchen hingegen nur wenige Minuten bis sie die Erde erreicht haben, weil sie mit Materie nur ganz schwach wechselwirken und sich deshalb auch innerhalb der Sonne quasi frei bewegen können“, so Wissenschaftler. Daher geben sie Hinweise darauf, wie viel Energie die Sonne derzeit freisetzt.
Im 1.400 Meter tiefen Untergrundlabor in Italien fangen und untersuchen die Forscher Neutrinos mit einem empfindlichen Detektor. Das gibt ihnen zum ersten Mal in der Geschichte der Sonnenforschung die Möglichkeit, die Fusionsreaktionen im 15 Millionen Grad Celsius heißen Inneren der Sonne nachzuzeichnen. Neutrinos sind beinahe masselos und durchdringen nicht nur Felsen, sondern die ganze Erde. Auf einen Quadratzentimeter kommen 1010 dieser Elementarteilchen pro Sekunde. „Das bedeutet durch ihren Fingernagel fliegen in einer Sekunde 10 Milliarden Neutrinos - auch nachts!“, verdeutlichen Forscher.
Um eine Wechselwirkung der beinahe masselosen Elementarteilchen zu beobachten, müssen sie vor jeglicher Störstrahlung abgeschirmt werden. Die Reaktionen werden in einer mit über 1000 Tonnen Öl-ähnlichen Flüssigkeit gefüllten Stahlkugel mit Photosensoren gemessen. In dieser Flüssigkeit erzeugen Sonnenneutrinos schwache Lichtblitze mit denen man die Neutrinos identifizieren und deren Energie messen kann.
Die neuen Ergebnisse ermöglichten es experimentell nachzuweisen, dass seit langer Zeit die gleiche Energie im Sonneninneren freigesetzt wird. „Die Energie, die im Inneren der Sonne freigesetzt wird, ist identisch mit der Energie die von der Oberfläche als Licht abgestrahlt wird. Das ist kein Widerspruch. Es bedeutet, dass die Sonne stabil ist und konstant Energie produziert. Mit dem Detektor in Gran-Sasso lässt sich die Sonnenentwicklung noch genauer erforschen. Forscherteam zufolge gab es für die Entwicklung bereits ein quantitatives Modell, aber jetzt sei es gelungen die Berechnungen experimentell zu untermauern.
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