Anmerkungen zur Transkription
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[Illustration]
Sonne und Sterne
Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde ◈ Stuttgart
Die Gesellschaft Kosmos bezweckt, die Kenntnis der Naturwissenschaften
und damit die Freude an der Natur und das Verständnis ihrer
Erscheinungen in den weitesten Kreisen unseres Volkes zu verbreiten.
-- Dieses Ziel sucht die Gesellschaft durch Verbreitung guter
naturwissenschaftlicher Literatur zu erreichen im
=Kosmos=, Handweiser für Naturfreunde
Jährlich 12 Hefte mit 4 Buchbeilagen.
Diese Buchbeilagen sind, von ersten Verfassern geschrieben, im guten
Sinne gemeinverständliche Werke naturwissenschaftlichen Inhalts.
Vorläufig sind für das Vereinsjahr 1924 festgelegt (Reihenfolge und
Änderungen auch im Text vorbehalten):
=Dr. Kurt Floericke, Käfervolk=
=R. Henseling, Werden und Wesen der Astrologie=
=Wilhelm Bölsche, Tierseele und Menschenseele=
=Dr. H. W. Behm, Von der Faser zum Gewand=
Jedes Bändchen reich illustriert.
Diese Veröffentlichungen sind durch _alle Buchhandlungen_ zu beziehen;
daselbst werden Beitrittserklärungen zum =Kosmos, Gesellschaft der
Naturfreunde=, entgegengenommen. Auch die früher erschienenen Jahrgänge
sind noch erhältlich.
Geschäftsstelle des Kosmos: Franckh’sche Verlagshandlung,
Stuttgart
Sonne und Sterne
Von
Dr. M. Wilh. Meyer
Mit zahlreichen Abbildungen
Vierundvierzigste Auflage
[Illustration]
Stuttgart
Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde
Geschäftsstelle: Franckh’sche Verlagshandlung
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Gesetzliche Formel für den Rechtsschutz in den Vereinigten Staaten von
Nordamerika:
~Copyright 1924 by
Franckh’sche Verlagshandlung, Stuttgart~
~Printed in Germany~
Stuttgarter Setzmaschinendruckerei Holzinger & Co., Stuttgart.
[Illustration]
Es ist Hochsommer. Eine sonnige Landschaft breitet sich vor
schneebedeckter Alpenkette aus. Im Wiesengrunde leuchten die Blumen im
Sonnenschein und bieten ihre süße Gabe dem sie umschwärmenden Volke
der Falter und summenden Käfer. Auch dort über die weiten Kornfelder
gießt die Sonne ihre Strahlenfülle, um die Reife der goldenen Ähren
zu vollenden. Und auf den plätschernden Wellen des Baches, der am
Wiesenrand zwischen Steinen eilig hinabrauscht, der sonnendunstigen
Ebene entgegen, spielen die Sonnenstrahlen, die das Wasser dort oben
in den Firnfeldern aus langem, todesähnlichem Schlaf befreiten, damit
es drunten seine lebenerhaltende Arbeit in unendlicher Verzweigung
wiederaufnehmen kann. Über dem waldumrahmten Weiher weiter unten liegen
blaue Schleier. Die Sonne, die das Wasser hinabführte aus den Höhen des
ewigen Schnees, zieht es hier wieder empor, bis zu den Wolken, die die
durstende Ebene mit ihren Regenschauern erquicken.
Überall die Sonne!
Sinkt sie am Abend hinab und vollendet für diesen Tag ihre
segenspendende Arbeit, so entzückt sie uns noch mit der unendlichen
Schönheit ihrer Untergangsgluten, indem sie sich andern Erdstrichen
zuwendet. Niemals rastete ihre Tätigkeit seit Jahrmillionen. In
den Tiefen der Erde hat man von einem Pol zum andern versteinerte
Pflanzen gefunden, die nur eine tropische Sonnenglut aufwachsen lassen
konnte. Überall rings um die Erde herum muß einmal die Sonne ihre
ganze Strahlenfülle auf die Erde in vollem Überfluß herabgeschüttet
haben, so daß wir heute noch diesen Überfluß wieder aus den Tiefen
der Erde hervorgraben, um uns an Urzeit-Sonnenwärme zu erquicken,
wenn das wundertätige Gestirn auf seiner jährlichen Reise uns seine
Gaben für eine Weile etwas karger bemessen muß. Oder wir lassen ihre
unerschöpfliche Kraft für uns in den Maschinen arbeiten, daß wir,
mehr und mehr entlastet von menschenunwürdiger körperlicher Arbeit,
unsern Geist erweitern und uns freuen können an den tausendfältigen
Schönheiten, die die Sonne überall hervorzaubert.
Überall die Sonne!
Auch in uns! Sie war das Sinnbild der ersten Gottheit, zu der die
Menschen beteten. Schien sie nicht eine Gottheit selbst? Unerreichbar
fern und doch überall. Unmittelbar eingreifend in all unsere
Lebensregungen und doch ungreifbar und fast unsichtbar wie ein Gott,
denn sie straft den Allzukühnen, der es wagt, sie anzuschauen, mit
Blindheit, daß er es niemals wieder wagen kann. Tief zur Erde gebeugt
nur durfte man sie verehren. Von allen Dingen in der Welt ist sie dem
Wesenlosen am ähnlichsten, und doch gibt es nichts, das so mächtig
eingreift in alles Wesen. Die Sonne ist für uns der Inbegriff des
Schönen, des Großen, des Heitern, des Beglückenden. Man redet von der
Sonne unseres Glückes, die aufgeht, und die auch wieder untergehen
kann, doch immer die Hoffnung in uns zurückläßt, daß sie abermals
aufgehen wird. Es gibt Menschen, die rings um sich nur Sonnenschein
verbreiten, und die lieben wir.
»Geh mir aus der Sonne,« sagte Diogenes zu Alexander, als dieser
Mächtigste ihn aufforderte, sich eine Gunst von ihm zu erbitten. Dem
glücklichen Naturmenschen ging nichts über sein Bad in der Sonne.
Sonnenlicht und Leben sind verschmelzende Begriffe. Wir werden geboren
ans Licht des Tages, und unser Lebenslicht wird einstmals erlöschen.
Und was wissen alle, die diese tausendfältigen Wohltaten der
Sonne genießen, und die wir täglich von ihr sprechen, von diesem
allgewaltigen Himmelswesen? Wenn wir nicht zufällig Astronomen
sind, wohl eigentlich nichts. Das Alltägliche wird uns zu etwas
Selbstverständlichem, über das wir nicht weiter nachdenken. Wir
verbinden überhaupt mit dem Wort »Sonne« gemeinhin gar nicht den
Begriff des Himmelskörpers, sondern meist nur den seiner Wirkungen. Man
sagt: Die Landschaft ist in Sonne getaucht; die Sonne bringt es an den
Tag usw.
Nichts aber sollte doch für den Wißbegierigen näher liegen, als sich
über das Wesen dieser Weltleuchte zu unterrichten, die so unverkennbar
im Mittelpunkte alles Geschehens steht.
Was also ist die Sonne?
Schützen wir unsere Augen vor ihren allzu blendenden Strahlen durch
ein berußtes Glas oder andere entsprechende Mittel, so sehen wir sie
als eine genau kreisrunde Scheibe, deren Durchmesser ungefähr dem des
Mondes gleichkommt. Im Laufe eines Jahres ist ihre scheinbare Größe
periodischen Schwankungen ausgesetzt, die daher kommen, daß unsere
Entfernung von ihr veränderlich ist. Die Erde läuft nämlich nicht
in einem genauen Kreise, sondern in einer Ellipse um die Sonne, so
daß diese sich uns immer zu Jahresanfang um rund ein Sechzigstel des
mittleren Abstandes näher, im Juli um so viel entfernter befindet.
Dementsprechend beträgt der Sonnendurchmesser im Januar 32´ 35´´ und im
Juli 31´ 31´´, im Durchschnitt also 32´ 3´´.[1]
Dies ist der _scheinbare_ Durchmesser, das heißt, der Durchmesser, wie
wir ihn sehen, wie er uns erscheint. Wie groß aber ist die Sonne in
Wirklichkeit? Jeder Gegenstand erscheint um so kleiner, je weiter er
von uns entfernt ist. Wir können deshalb aus seiner scheinbaren Größe
und seiner Entfernung immer seine wahre Größe berechnen. Um also zu
erfahren, wie groß die Sonne ist, müssen wir zuerst wissen, wie weit
sie von uns entfernt steht.
Da wahres Wissen immer nur auf Erkenntnis beruhen kann, so wollen wir
hier wenigstens versuchen, zu verstehen, wie man solche Entfernungen
mit Sicherheit messen kann, und wie es überhaupt möglich ist, unsere
Meßkette weit über unsern irdischen Wohnsitz hinweg in den Weltraum
hinausgreifen zu lassen.
Wer geometrische Kenntnisse besitzt, dem scheint die Aufgabe leicht; er
weiß ja, daß er die Entfernung jedes beliebigen, an sich unerreichbaren
Gegenstandes ausmessen kann, wenn dieser nur von zwei verschiedenen
Punkten aus sichtbar ist, deren Entfernung voneinander man auszumessen
vermag. Zwischen jenen beiden Punkten und dem dritten, auszumessenden,
läßt sich dann ein Dreieck konstruieren, in dem die eine Seite zwischen
den zwei Visierpunkten und die beiden Winkel, die die Richtung des
fernen Punktes von jedem der beiden andern angeben, bekannt sind, und
damit zugleich alle andern Teile des Dreiecks, also auch die beiden
andern Seiten, d. h. die Entfernung jenes dritten Punktes von den
Visierpunkten. Geometrisch nicht geschulte Leser können sich die Sache
praktisch veranschaulichen, etwa mit drei Meterstäben, die sie zu
einem Dreieck zusammenlegen. Man wird dabei auch leicht sehen, daß
die Ausmessung um so unsicherer wird, je kleiner das direkt gemessene
Stück, die Basis, gegenüber der zu findenden Entfernung ist. Je weiter
der Gegenstand in die Ferne rückt, desto weniger sind die Richtungen,
die ihn mit den beiden Basisendpunkten verbinden, voneinander
verschieden. Ein Fehler in der Ausmessung der Richtungswinkel bringt
einen um so größeren Fehler im Resultat hervor, je kleiner die Basis im
Vergleich zu der auszumessenden Entfernung ist.
Die Entfernung der Himmelskörper können wir demnach so ausmessen,
daß wir uns auf möglichst weit voneinander entfernte Punkte der Erde
stellen und gleichzeitig von da aus die Lage des Himmelskörpers
bestimmen. Die Verschiedenheit der Richtungen, in denen man dabei den
Körper sieht, heißt die _Parallaxe_, die mit der Entfernung der beiden
Beobachtungsstationen voneinander die des Himmelskörpers ergibt.
Dieser Winkel der Parallaxe ist nun, wie jeder Dreieckskundige weiß,
derselbe Winkel, unter dem eine auf dem entfernten Himmelskörper
stehende Person die Entfernung der beiden irdischen Beobachter
voneinander sehen würde: also die ganze Größe der Erde, falls sich die
Beobachter an den beiden Endpunkten eines Erddurchmessers befanden.
Wir können mithin direkt messen, wie groß oder wie klein im Winkelmaß
unsere Erde von dem betreffenden Himmelskörper aus erscheint, das
heißt, die scheinbare Größe der Erde, von jenem Himmelskörper gesehen,
bestimmen.
[Illustration: Ein Venusdurchgang.]
Bei Anwendung dieser Methode auf die Sonne hat man allerdings nun bald
erkennen müssen, daß jene »_Sonnenparallaxe_« so ungemein klein ist,
daß sie sich gar nicht genau genug direkt ausmessen ließe. Man mußte
zu dieser Fundamentalgröße durch Umwege zu gelangen suchen, deren
eingehendere Beschreibung hier zu weit abführen würde. Nur so viel möge
angedeutet werden: Man konnte theoretisch genau feststellen, wie weit
alle übrigen Planeten, die um die Sonne laufen, von ihr abstehen, wenn
man die vorläufig noch unbekannte Entfernung der Erde von ihr gleich
eins setzt. Man kann zum Beispiel aus der beobachteten Umlaufszeit
der Venus um die Sonne berechnen, daß ihre mittlere Entfernung vom
Mittelpunkte des Sonnensystems ganz genau gleich 0,7233322 Teilen der
Erdentfernung von der Sonne ist. Wenn man nun die wirkliche Entfernung
der Venus von der Sonne oder von uns ausmessen kann, so ist damit
offenbar auch die Sonnenentfernung von uns bekannt. Da die Venus aber
bei ihrem Umlauf je einmal zwischen Erde und Sonne vorbeigehen muß, so
ist dann ihre Entfernung nur 1 – 0,7233... oder 0,2767 Teile von der
Sonnenentfernung: Die Parallaxe der Venus ist dann, weil sie so viel
näher steht, beinahe viermal größer als die der Sonne und kann also
auch um mindestens ebensoviel leichter und genauer gemessen werden.
Nun ist freilich unter gewöhnlichen Umständen die Venus überhaupt
nicht zu sehen, wenn sie zwischen uns und der Sonne vorbeigeht. Da
sie ihr Licht ja allein von der Sonne erhält, so wendet sie uns
in jener Stellung ihre Nachtseite zu, die infolge der allgemeinen
Helligkeit der Atmosphäre in der Sonnennähe völlig verschwindet. Nur
in seltenen Fällen, im Jahrhundert durchschnittlich zweimal, kommt
sie so genau zwischen Erde und Sonne vorüber, daß wir sie als scharf
begrenzte kleine schwarze Scheibe über die strahlende Sonnenscheibe
hinziehen sehen. Es findet dann ein »_Venusdurchgang_« statt. Die Sehne
nun, welche die Venus dabei über die Sonnenscheibe hin beschreibt,
wird offenbar verschieden lang sein, je nach der Richtung, aus der
wir den Vorgang beobachten. Für einen Beobachter auf der südlichen
Halbkugel ~b~ in unserer Zeichnung muß die Venus bei ~c~ nördlicher
über die Sonnenscheibe hinziehen, als für einen bei uns etwa in ~a~
aufgestellten Beobachter. Diese Verschiebung für verschiedene irdische
Standpunkte gibt aber offenbar die gesuchte Parallaxe. Um sie zu
bestimmen, braucht man, wie schon _Halley_ im 17. Jahrhundert erkannt
hatte, nur die Ein- und Austritte der Venus am Sonnenrande und dadurch
die Zeitdauer zu bestimmen, während deren der Planet vor der Sonne
verweilte, woraus sich dann die Länge der Sehne berechnen läßt. Die
verschiedene Länge der an den einzelnen Beobachtungsstationen auf diese
Weise beobachteten Sehnen _~ef~_ und _~gh~_ gibt dann ihre verschiedene
Lage auf der Sonnenscheibe an und dadurch auch die parallaktische
Verschiebung. Diese Methode der Venusdurchgänge erschien deshalb ganz
besonders vorteilhaft, solange man sich noch nicht genügend auf die
Sicherheit und Genauigkeit der eigentlichen Winkelmeßinstrumente
verlassen konnte, die heute einen ganz erstaunlichen Grad von Präzision
gewonnen haben. Es ist daher begreiflich, welch bedeutenden Wert man
noch im vergangenen Jahrhundert den Venusdurchgängen von 1874 und 1882
beimaß, zu deren Beobachtung alle zivilisierten Nationen kostspielige
Expeditionen in ferne Länder sandten, um so mehr, als unser Jahrhundert
überhaupt keine Gelegenheit bietet, das interessante Phänomen zu
beobachten. Der nächste Venusdurchgang findet erst wieder am 8. Juni
2004 gegen 10 Uhr morgens nach mitteleuropäischer Zeit statt.
Inzwischen sind aber vorteilhaftere Mittel gefunden worden, den
Fundamentalwert der Sonnenparallaxe bis zur letzten Genauigkeit zu
bestimmen. Namentlich der 1898 entdeckte kleine Planet _Eros_ bot eine
solche Gelegenheit, weil er sich der Erde mehr nähert als irgendein
anderes Mitglied des Sonnensystems, den Erdenmond ausgenommen, der
für den ins Auge gefaßten Zweck jedoch unbrauchbar ist. Da der Eros
lange Zeit hindurch fortwährend am Nachthimmel steht, so kann man ihn
unausgesetzt auf weit voneinander abgelegenen Sternwarten beobachten
und seine Entfernung von uns dadurch viel genauer bestimmen, als die
eines andern Himmelskörpers. Durch sie ist dann zugleich auch die
Sonnenentfernung bekannt.
Aus all den viele Jahre fortgesetzten Messungen ergab sich als
gegenwärtig wahrscheinlichster Wert der Sonnenparallaxe der kleine
Winkel von 8,80 Bogensekunden, der bis auf die Hundertstelsekunde
genau sein wird. Die Tausendstelsekunden würde man dagegen noch nicht
verbürgen können. Man darf es nun nicht für Haarspalterei und für
eine unnötig pedantische Forderung halten, einen Winkel bis zu einer
so geringen Größe genau zu bestimmen und darauf jahrelange Arbeit zu
verwenden. Es ist wohl zu bedenken, daß dieser kleine Winkel sehr
große Entfernungen bedingt. Es ergibt sich aus ihm, daß die Sonne
von uns 149500000 Kilometer im Durchschnitt entfernt ist. Der 880ste
Teil hiervon, der einer Hundertstelsekunde bei der Sonnenparallaxe
entspricht, ist 170000 Kilometer oder etwa das Dreizehnfache des
Erddurchmessers, und fast um diesen Betrag bleibt die Sonnenentfernung
also immer noch unsicher bestimmt.
Jener Winkel von 8,80 Bogensekunden drückt nun, wie bereits gesagt,
zugleich auch aus, wie groß die Erde, von der Sonne gesehen, erscheinen
würde. Ihr Halbmesser hat in Sonnenentfernung diesen Winkel. Da nun
die Sonne selbst aus derselben Entfernung unter einem Winkel erscheint,
den ich vorhin schon angegeben habe, so ist klar, daß die Sonne um
ebensoviel größer sein muß wie die Erde, als jener Winkel von 8,80
Bogensekunden im Halbmesser der Sonne enthalten ist. Das einfache
Divisionsexempel ergibt, daß der Durchmesser unseres Zentralgestirns
109mal größer ist als der der Erde. Da der Durchmesser der Erde wegen
ihrer Abplattung in verschiedenen Richtungen verschieden ist, so müssen
wir weiter präzisieren, daß für die Erde der größte Durchmesser, also
im Äquator, gemeint ist, und man sagt deshalb, daß jener Winkel von
8,80 Bogensekunden die »Horizontal-Äquatorial-Parallaxe« der Sonne ist.
Da der äquatoriale Durchmesser der Erde 12755 Kilometer beträgt, so
erhalten wir also für den Durchmesser der Sonne 1390300 Kilometer.
Welch ein ungeheurer Feuerball! Hundertundneun solcher Himmelskörper
wie unsere Erde müßten wir aneinanderreihen, um zwei entgegengesetzte
Punkte der Oberfläche des Sonnenballes über seinen Mittelpunkt hinweg
zu verbinden. Stellte man die Erde in diesen Mittelpunkt (die Sonne als
Hohlkugel angenommen), so könnte der Mond seinen Planeten nicht nur wie
jetzt umkreisen, sondern es würde zwischen ihm und der Sonnenoberfläche
noch ebensoviel Raum bleiben, wie die Entfernung des Mondes von der
Erde beträgt. Die Oberfläche der Sonne ist 109mal 109 oder rund
12000mal größer als die der Erde. Die ganze Erdoberfläche würde auf der
Sonne im Verhältnis nicht größer sein als die Provinz Brandenburg auf
der Erde.
Der Rauminhalt zweier Kugeln verhält sich wie die dreimal miteinander
multiplizierten Durchmesser. Wir finden also, daß im Innern der Sonne
über 1300000 Erdkugeln stecken könnten. Unser Planet verschwindet
geradezu in der Sonne. Wir können es wohl begreifen, wie sie die
Vorherrschaft auch über alle übrigen Planeten für sich in Anspruch
nimmt.
Freilich kann sie diese Vorherrschaft nur vermöge ihres wirklichen
Übergewichts an Masse üben, das nicht ganz so bedeutend ist. Wir sind
imstande, die Sonne auf die Wagschale zu legen und zu bestimmen,
wieviel sie schwerer ist als die Erde, und man kann also schließlich
auch ihr Gewicht in Kilogrammen angeben, weil wir ja das der Erde
kennen. Diese Wage der Himmelskörper ist die Anziehungskraft, die
sie aufeinander ausüben. Es fand sich, daß man aus der Sonnenmasse
324400 Weltkörper vom Gewicht unserer Erde formen könnte. Diese Zahl
ist also etwa viermal kleiner als das Verhältnis des Volumens der
beiden Weltkörper, das ich vorhin angab. Die Masse der Sonne nimmt
einen viermal größeren Raum ein als die gleichschwere Erdmasse, sie
ist viermal lockerer verteilt und deshalb durchschnittlich nicht viel
dichter als Wasser unter normalen irdischen Verhältnissen.
Welche ungeheure Kraft von dieser Sonnenmasse ausstrahlt, davon kann
man sich keine Vorstellung machen. Wir können sie nur ziffermäßig
angeben und in Vergleich stellen. Was wir auf der Erde von ihrer
strahlenden Kraft verspüren, ist ja wieder nur ein verschwindender Teil
ihrer Gesamtkraft. Wissen wir doch schon, daß unser Planet, von der
Sonne gesehen, nur als ein Scheibchen von 17,6´´ Durchmesser erscheint,
das ist kleiner, als die übrigen Planeten für uns meistens erscheinen.
Die Sonne strahlt nun ihre Kraft rings über das ganze Himmelsgewölbe
hin, und uns kommt deshalb nur _der_ Teil davon zugute, den die
Erdscheibe von der ganzen Fläche des Himmelsgewölbes ausmacht. Wir
finden so, daß nur der 2735millionste Teil der wirklichen strahlenden
Kraft der Sonne all jene unermeßlich großen und vielartigen Wirkungen
auf unserer Erdenwelt hervorbringt, denen unsere gesamte lebendige
Natur ihr Dasein verdankt. Mit diesen Wirkungen der Sonnenkraft auf der
Erde wollen wir uns zunächst noch ein wenig eingehender ziffermäßig
beschäftigen.
Ihre augenfälligste Wirkung ist die des Lichtes. Wie hell ist die
Sonne? Wir vergleichen ihr Licht mit dem einer sogenannten Normalkerze
(Hefner-Lampe), die wir in einem Meter Entfernung aufstellen. Wir
finden dann, daß erst 100000 solcher Kerzen ein weißes Stück Papier
ebenso hell beleuchten wie der Sonnenschein. Die betreffenden
Beobachtungen wurden von _Fabri_ in Marseille ausgeführt und gelten für
den Meereshorizont und die Zenitstellung der Sonne in ihrer mittleren
Entfernung von uns. Dies ist wichtig, weil von der Sonnenstrahlung
beim Durchdringen unserer Atmosphäre ein sehr beträchtlicher Teil
verloren geht; wieviel, läßt sich schwer genau angeben, da wir den
Zustand der obersten Luftschichten und deren wahre Höhe nicht kennen.
Aus der Zunahme der Sonnenstrahlung auf hohen Bergen kann man indes
schließen, daß mindestens die Hälfte davon in der Atmosphäre verloren
geht, und aus anderen Untersuchungen geht hervor, daß das Sonnenlicht
in Wirklichkeit die Kraft von etwa 288000 Kerzen besitzt, wohl
gemerkt, diese letzteren müssen in einem Meter Entfernung stehen,
während die Sonne 149 Millionen Kilometer von dem Schirm entfernt ist,
den sie trotzdem gleich stark beleuchtet. Am Grunde der Atmosphäre
übt jeder Quadratmillimeter der Sonnenoberfläche, die wir als
Leuchtkörper betrachten, eine Leuchtkraft von 1800 Kerzen aus, während
beispielsweise dieselbe Fläche der doch so intensiv strahlenden Kohle
einer elektrischen Bogenlampe nur gegen 200 Kerzen Lichtstärke besitzt.
Wir haben ja auch alle schon gesehen, wenn einmal eine Bogenlampe im
hellen Sonnenschein brannte, wie sie geradezu zum Nachtlichtchen wurde,
ohne alle Kraft.
Welche enorme Hitze muß die Sonne besitzen, um in so intensiver
Weißglut dieses Licht ausstrahlen zu können! Man vermag natürlich auch
die Wärmestrahlung der Sonne zu messen, aber diese Beobachtungen sind
noch mehr Fehlerquellen ausgesetzt als die Messung ihrer Leuchtkraft,
weil die Atmosphäre noch in viel unkontrollierbarerer Weise Wärme
verschluckt als Licht. Der wechselnde Feuchtigkeitsgehalt spielt
dabei namentlich eine große Rolle. Die direkte Wärmestrahlung ist
natürlich etwas ganz anderes als die Lufttemperatur. So muß zum
Beispiel die Sonne während unseres Winters uns mehr Wärme zustrahlen
als im Sommer, weil sie uns dann, wie ich schon weiter oben (S. 7)
erklärte, näher steht. Man bestimmte früher diese Wärmeeinstrahlung,
indem man beobachtete, um wieviel in einer bestimmten Zeit die Angaben
eines schwarz berußten und den direkten Sonnenstrahlen ausgesetzten
Thermometers stiegen. Eine schwarze Fläche, ein sogenannter vollkommen
schwarzer Körper, nimmt nämlich alle Wärmestrahlen in sich auf, strahlt
keine davon wieder zurück, wie alle andern. In neuerer Zeit hat man
indes viel feinere Methoden gefunden, um jene uns beständig von dem
gewaltigen Zentralherde zuströmende Wärmemenge zu bestimmen. Von ganz
wunderbarer Empfindlichkeit ist in dieser Hinsicht das Bolometer, ein
Instrument, durch das die Wärme auf sehr schwache elektrische Ströme
einwirkt, deren Schwankungen man mißt. Dies ist mit einer Genauigkeit
möglich, daß selbst eine Wärmeschwankung von nur dem hundertmillionsten
Teil eines Zentigrades dem Beobachter nicht mehr entgeht. Mit diesem
Instrumente hat namentlich der amerikanische Astrophysiker _Langley_
jahrelange Beobachtungsreihen zum Teil auf hohen Bergen angestellt, die
von epochemachender Bedeutung wurden.
Aus allen betreffenden Untersuchungen schließt _Scheiner_ in Potsdam,
daß an der Grenze unserer Atmosphäre die Sonne einer Fläche von einem
Quadratmeter in jeder Minute 4, unter Umständen auch bis 6 sogenannte
Wärmeeinheiten oder Kalorien zuströmt. Eine solche bezeichnet die
Wärmemenge, die erforderlich ist, um ein Gramm Wasser einen Zentigrad
wärmer zu machen. Jene die Wärmestrahlung der Sonne ausdrückende Zahl
heißt die _Solarkonstante_. Da nun auch die Wärmestrahlung ganz ebenso
wie das Licht im Quadrat der Entfernung abnimmt, so kann man aus dieser
Zahl die wirkliche Temperatur der Sonnenoberfläche ableiten und findet
dafür etwa 7000 Zentigrade. Dies ist etwas mehr als noch einmal so
heiß wie die Kohlenspitzen einer Bogenlampe sind. Wir kommen hier also
nicht zu gar so übermäßigen Zahlen, wie man sie früher unter falschen
Voraussetzungen gefunden hatte, als man der Sonne noch bis zu 10
Millionen Grad Hitze zuschrieb. Es ist nicht unmöglich, daß einstmals
unsere Technik imstande sein wird, die Hitze der Sonnenoberfläche
künstlich zu erzeugen, um dann experimentell genauer zu prüfen, in
welchen physischen Zuständen die uns bekannten Stoffe sich dort
befinden.
Aber ganz gewaltig sind doch die Kraftmengen, die durch diese
Wärmestrahlung der Erde zuströmen. Nach Scheiner strahlt die Sonne
jährlich eine Wärmemenge aus, die sich in Kalorien durch eine Zahl
ausdrückt, welche mit 58 beginnt und 33stellig ist. Der Erde kommt
davon nur etwa der 2000millionste Teil zu, wie wir schon wissen, das
macht immer noch etwa 96000 Billionen Kalorien. Man kann sich nun
diese Wärme in Arbeitsleistung umgesetzt denken, z. B. als ob man
Dampfmaschinen damit heizte und dann arbeiten ließe. Die moderne
Wärmelehre zeigt dann, daß eine solche Kalorie imstande ist, das
Gewicht von einem Gramm um 428 Meter zu heben. Danach finden wir
als gesamte Arbeitsleistung der Sonne auf der Erde, durch ihre
Wärmestrahlung, daß sie in jeder Sekunde 32600 Millionen Tonnen zu je
1000 Kilo um einen Kilometer heben könnte.
Mit dieser ungeheuren Kraft bewegt die Sonne zunächst die
atmosphärische Maschine und hebt damit, wie wir täglich vor Augen
sehen, ganz gewaltige Lasten bis zu den Wolken hinauf, nämlich
das verdunstende Wasser. Aus den meteorologischen Beobachtungen
allein folgt, daß jährlich etwa 660 Billionen Kubikmeter Wasser,
von denen jedes das Gewicht einer Tonne hat, nicht nur zur Höhe der
Wolken emporgehoben, sondern auch noch vom Äquator nach den Polen
transportiert werden. Die wieder herabstürzenden Wassermassen arbeiten
beständig an der Ausgestaltung der Erdoberfläche, indem sie die
Gebirge abtragen und die Meere wieder ausfüllen mit dem in die Tiefe
beförderten Erdreich, und alle diese Arbeit verrichtet ausschließlich
die Sonne. Nur einen ganz kleinen Bruchteil dieser Kraftfülle benutzen
wir, indem wir zum Beispiel vom Niagara, der rechnungsmäßig eine Kraft
von 17 Millionen Pferdestärken in der Sekunde entwickelt, verschwindend
kleine Wassersträhne abzweigen, deren Fallkraft genügt, ganze Städte
mit elektrischem Licht zu versehen. Aber der Niagara ist noch lange
nicht der größte unter allen Strömen, die nur durch die Kraft der Sonne
ihre ungeheuren Wassermassen aus dem Innern der Kontinente auf Tausende
von Kilometern hin bis ins Meer befördern.
Nicht nur die große atmosphärische Maschine bewegt die Sonne, sie
greift überall in die mikroskopisch kleinsten Maschinen der Organismen
ein und verrichtet dort wahrhafte Wundertaten. Ohne Sonnenlicht
und Sonnenwärme könnte keine Pflanze gedeihen. Die Sonne gibt uns
unser täglich Brot und noch vieles Schöne und Köstliche dazu. Die
Sonne reinigt die veratmete Luft in diesen molekularen Maschinen der
Pflanzenzellen auf immer noch gänzlich rätselhafte Weise, indem die
grünen Blätter die aus unsern Lungen kommende Kohlensäure einatmen
und daraus den Sauerstoff, unsere Lebensluft, abtrennen und uns
zurückgeben. Welch unermeßliche Arbeit leistet die Sonne auf diese
Weise rings um die Erde herum, indem sie ihr den wundervollen grünen
Teppich wirkt!
Nur jener Teil der Sonnenkraft, der im Getriebe der Natur unbenutzt
abfällt, würde allein genügen, um der Menschheit alle Last der
körperlichen Arbeit von den Schultern zu nehmen, wenn unsere Technik
bereits entsprechend ausgebildet wäre, wie es zweifellos einmal
geschehen muß, wenn die Vorräte uralter Sonnenkraft, die noch in den
Steinkohlenlagern schlummern, verbraucht sein werden. Im kleinen hat
man mit dieser Ausnützung schon begonnen. Man treibt bereits heute
Dampfmaschinen durch die Sonne in Gegenden, die sehr wasserarm sind, wo
man also die Sonnenkraft durch die billige Vermittlung der Kraft des
fließenden Wassers nicht ausnützen kann, und wo die Herbeischaffung
von Brennmaterial besonders schwierig ist, wie zum Beispiel in den
weiten Wüstengebieten Südkaliforniens, in denen vielversprechende
Bergwerksunternehmungen entstanden sind. Es wird von einer solchen
Maschine berichtet, die, solange die Sonne scheint, beständig die
Arbeit von zehn Pferdekräften leistet und in der Minute 6000 Liter
Wasser zu Bewässerungszwecken aus der Erde hebt. Die Sonnenkraft wird
hier durch einen sehr primitiven Hohlspiegel verdichtet, der aus
etwa 1800 kleinen ebenen Spiegelstückchen zusammengesetzt ist und
einen Durchmesser von zehn Metern besitzt. Also gerade hier in diesen
Wüstengegenden, wo die Sonnenstrahlung alles Wasser verschluckt hat, so
daß die Regungen der lebendigen Natur aufzuhören beginnen, hier zwingt
der Mensch dieselbe Kraft wieder in ihre sonst geübte heilsame Wirkung
zurück, mit der die Sonne den Kreislauf des Wassers reguliert: man läßt
sie Wasser schöpfen, wie sie es im großen über den Meeren tut, um es
aus den Wolken über die Erdoberfläche erquickend zu verteilen.
Um jene vorhin erwähnte Arbeit von zehn Pferdekräften zu leisten, wird
einem Oberflächenstück von zehn Metern Durchmesser die Sonnenwärme
entzogen. Welche ungeheuren Mengen von Arbeit verschluckt der
Wüstensand der Sahara, den die Sonne glühend heiß macht! Würde nur der
dreitausendste Teil der Sahara mit Spiegeln und Maschinen, wie die oben
beschriebenen, besetzt, so lieferten sie schon ebensoviel Kraft, wie
der ganze Niagara.
Woher nimmt die Sonne alle diese Kraft, die sie seit Jahrmillionen
rings in das Weltall hinaussendet? Muß sie nicht einstmals versiegen?
Es wäre der Weltuntergang für uns. Schon, wenn ihre Strahlenfülle nur
ganz vorübergehend auf einige Minuten von uns abgehalten wird, bei
totalen Finsternissen, stocken die Pulse der Natur.
Eine Sonnenfinsternis entsteht bekanntlich dadurch, daß der Mond vor
das Tagesgestirn tritt und seine Strahlen abhält. Da der scheinbare
Durchmesser des Mondes ungefähr gleich dem der Sonne ist, so kann
er diese zuweilen für uns vollkommen verdecken; aber das geschieht
nicht jedesmal, wenn er in seinem monatlichen Laufe zwischen Erde
und Sonne tritt, weil die Bahnen beider Himmelskörper nicht genau in
derselben Ebene liegen. Für gewöhnlich geht zu dieser Neumondszeit
unser Begleiter unter oder über der Sonne vorbei, und nur etwa alle
Halbjahre tritt er dabei so zwischen die beiden Himmelskörper, daß es
je 1--3 Finsternisse gibt; verdeckt uns der Mond die Sonne, so haben
wir eine totale oder partielle Sonnenfinsternis. Die Zeichnung auf
Seite 17 mag dies veranschaulichen. Auf dem Gebiet von ~a~ bis ~d~
und von ~b~ bis ~e~ verdeckt nur ein Teil des Mondes die Sonne; hier
ist die Finsternis nur partiell. Sie bietet dem Laienauge nichts
Besonderes. In den meisten Fällen würde sie unbemerkt vorübergehen,
denn man kann ja die Sonne selbst nicht ansehen. Nur wenn man durch
die rechnenden Astronomen vorher aufmerksam gemacht, die Sonne bei
solchen Gelegenheiten durch ein berußtes Glas, das die allzu blendenden
Strahlen abhält, betrachtet, sieht man, daß sich in der Sonnenscheibe
ein kreisförmiger Ausschnitt befindet, der sich langsam von rechts nach
links bis zu einer gewissen Grenze weiter herbewegt, um sich auf der
andern Seite dann wieder hinauszuschieben. Besondere Phänomene treten
dabei nicht auf. Der verdeckte Teil der Sonnenscheibe vermindert die
allgemeine Helligkeit der Landschaft nicht. Auch wenn der Mond genau
vor die Sonne tritt, sein Durchmesser aber kleiner ist als der der
Sonne, ändert sich das Bild noch nicht sehr wesentlich: Es entsteht
dann eine _ringförmige Finsternis_. Um den dunklen Mond herum schlingt
sich ein leuchtender Ring, der immer noch Kraft genug besitzt, um die
Erde fast wie sonst sonnenhell zu beleuchten. Auch dauert diese Phase
der Ringförmigkeit immer nur wenige Minuten.
[Illustration: Partielle und totale Sonnenfinsternis.]
Die scheinbaren Durchmesser von Sonne und Mond sind nun aber
veränderlich wegen der wechselnden Entfernungen der beiden Gestirne
von uns. Der Mond kann deshalb die Sonne auch völlig verdecken; dann
tritt eine _totale Finsternis_ ein. Auf der Zeichnung findet dies auf
dem Gebiet von ~a~ bis ~b~ statt. Während die Dauer der partiellen
Verfinsterung sich über zwei Stunden hinziehen kann, währt die
eigentliche totale Verfinsterung nur höchstens acht Minuten, in den
meisten Fällen aber viel weniger.
Während dieser kurzen Minuten vollzieht sich nun ein vollkommener
Wandel des Naturbildes, der auch auf die naivsten Naturmenschen, ja
selbst auf die Tiere einen tiefen Eindruck macht. Die Sonne selbst
steht plötzlich als schwarze Scheibe am Himmel, umgeben von einem
eigentümlichen Schein, der in silberglänzenden, unregelmäßigen
Strahlenbündeln in den fahlgrauen Himmel hinausreicht. Dieser Schein
ist die sogenannte Korona, sie ist keine bloß optische Wirkung, sondern
etwas Tatsächliches, das uns noch eingehender beschäftigen wird. Der
Himmel wird so dunkel, daß die helleren Sterne sichtbar werden, wie in
der ersten Dämmerung nach Sonnenuntergang. Aber die allgemeine Stimmung
ist vielmehr die eines plötzlich aufziehenden Gewitters. Am Horizonte
geht die graue Färbung des Himmels in ein düsteres Violett-Rot
über, das sich als langer Streifen hinzieht und von dem Teile der
Atmosphäre herrührt, der noch nicht oder nicht mehr vom Mondschatten
getroffen wird. Im Augenblicke des Eintritts der Totalität sieht man
seltsame, sich schlängelnde fliegende Schatten über die Landschaft
dahineilen, deren Ursprung noch nicht sicher erkannt ist, die aber
wohl von eigentümlichen abnormen Brechungen des Lichtes in unserer
Atmosphäre herrühren, ähnlich den Schlierenbildungen in ungleich
dichtem Glase. Ein »Finsterniswind« geht meist dem Mondschatten auf
seinem Wege über die Erdoberfläche hin voran; die Temperatur sinkt oft
um 2 bis 3 Zentigrad. Kein Wunder, daß auch die lebendige Natur auf
diese plötzliche Veränderung der Verhältnisse reagiert. Man sieht die
Vögel erschreckt auffliegen; der über sie hinsausende Schatten hat
ihnen diesen Schrecken eingejagt, vermutlich, weil sie ihn auf einen
herannahenden Feind beziehen. Man kann ein bezügliches Experiment
leicht an Fliegen machen, die im Sonnenschein still an der Wand sitzen.
Sobald man, etwa durch die Hand, aus beliebiger Entfernung einen
Schatten über sie hinstreichen läßt, fliegen sie davon. Dann beobachtet
man bei der Totalität, daß Hühner und andere Tiere ihre Nachtquartiere
aufsuchen oder sich verstecken, und Blumen sieht man ihre Kelche
schließen. Alles dies ist ganz erklärlich, obgleich man es früher
geheimnisvollen Einflüssen zuschreiben wollte. Während einer solchen
Finsternis sollte ein giftiger Hauch über die Erde hinstreichen,
vor dem sich die Tiere und auch die Pflanzen zu schützen suchten.
Daß selbst den Menschen, der die Ursache der Erscheinung kennt und
sie deshalb nicht zu fürchten braucht, ein Gefühl der Beklommenheit
beschleicht, ist auch ganz begreiflich. Ist es doch, als ob ein
plötzlicher Riß durch die ganze Natur ginge. In keinem Augenblicke
empfindet man mehr und gewissermaßen instinktiv, wie sehr man von
dieser gewaltigen Weltleuchte abhängig ist, die sich da plötzlich
verfinstert, wie ersterbend an einem bleischweren Himmel hängt, als
wolle sie den Weltuntergang ankündigen.
Deshalb gehörten die Finsternisse, die doch in Wirklichkeit niemals
Schaden anrichteten, dennoch bei allen Völkern zu den am meisten
gefürchteten Naturerscheinungen. Man stellte sich vor, daß ein
unsichtbarer Drache an dem strahlenden Gestirn nage, um es nach und
nach ganz zu verschlingen. So glaubten zum Beispiel die alten Chinesen,
und da man diesem Drachen -- dem bösen Prinzip im Gegensatze zu dem
in der Sonne verkörperten guten -- nicht anders beikommen konnte, so
begann man einen Höllenlärm zu schlagen, vor dem sich der Drache so
fürchtete, daß er die schon verschlungene Sonne ebenso stückweise
wieder von sich gab, wie er sie sich einverleibt hatte. Bei Gelegenheit
der Finsternisse fanden deshalb ganz besondere Zeremonien statt, an
denen selbst der Kaiser teilnahm. Es war also von großer Wichtigkeit,
diese Ereignisse voraussagen zu können, was nach gewissen Erfahrungen
über ihre Periodizität auch schon sehr früh gelang. So gaben diese
Erscheinungen an der Sonne den ersten Anstoß zu einer rechnenden,
theoretischen Astronomie. Es wurden Staatsastronomen angestellt, welche
die Aufgabe hatten, den Kalender zu machen und darin die Daten der
Finsternisse vorher anzugeben. Sie wurden schon im 3. Jahrtausend vor
unserer Zeitrechnung auf das schärfste, meist mit dem Tode bestraft,
wenn sie eine Finsternis nicht vorhergesagt hatten. Berühmt ist in
dieser Hinsicht die Sonnenfinsternis, die nach den Untersuchungen
Theodor _v. Oppolzers_ am 22. Oktober 2137 v. Chr. stattfand. Von
ihr wird berichtet, daß die Hofastronomen Hi und Ho sich damals im
Amte befanden, sich aber liederlich in Wein versenkten, so daß die
Finsternis unverkündet eintrat und eine große Unordnung im Volke
hervorrief: »Der Blinde brachte die Trommel zu Ohren, der sparende
Mann lief einher, die gemeinen Menschen liefen«, Hi und Ho aber
hörten und wußten nichts. Sie mußten ihre nachlässigen Häupter dem
Henker überliefern. Diese Sonnenfinsternis ist zugleich das älteste
Himmelsereignis, von dem wir eine sichere Überlieferung besitzen.
Solche Überlieferungen sind von höchstem Wert für die astronomische
Wissenschaft. Totale Sonnenfinsternisse ereignen sich an einem
bestimmten Orte der Erdoberfläche nur sehr selten. Man kann rechnen,
daß innerhalb eines bestimmten engeren Gebiets eine solche Erscheinung
nur etwa alle 200 Jahre einmal eintritt. So ging der Mondschatten über
Norddeutschland zum letztenmal am 19. August 1887 hin, und erst am 7.
Oktober 2135 wird er dort wieder erscheinen. Nahezu über Wien hin geht
eine Totalitätszone erst wieder am 11. August 1999.
[Illustration: Weg des Mondschattenkegels über die Erdoberfläche
während einer totalen Sonnenfinsternis.]
Sonnenfinsternisse an sich sind dagegen auf der Erdoberfläche überhaupt
nicht selten. Es ereignen sich mindestens 2, höchstens 5 im Jahre,
worunter fast immer eine totale. Die Totalität selbst ist aber immer
nur auf einem engen Streifengebiete sichtbar, worüber eben die Spitze
des Mondschattens hinzieht, wie aus beistehender Zeichnung zu ersehen
ist. ~m~, ~n~, ~o~ ist der Weg des Mondschattens über die Erde oder
die Totalitätszone. Man wird auch leicht verstehen, daß der Weg, den
der Mond scheinbar vor der Sonnenscheibe beschreibt, sehr wesentlich
von unserm Standpunkt auf der Erde abhängt. Der Mond steht uns 387mal
näher als die Sonne, das heißt, seine Parallaxe ist auch 387mal größer,
also etwa 57 Bogenminuten. Um das Doppelte dieses Winkels kann sich
also nach unsern Betrachtungen über die Parallaxe der Mond im Maximum
perspektivisch gegen die Sonne verschieben, je nachdem man ihn auf
dem einen oder dem andern Ende eines Erddurchmessers betrachtet. Das
macht beinahe viermal mehr, als der scheinbare Durchmesser dieser
beiden Gestirne selbst beträgt. Deshalb kann an einem Orte der Mond die
Sonne völlig verdecken, während an einem andern, um etwa vierzig bis
fünfzig Breitengrade davon entfernten Orte die beiden Gestirne sich
überhaupt nicht berühren, also nicht einmal eine partielle Finsternis
stattfindet. Man begreift deshalb auch, welche wichtigen Schlüsse
über den Lauf von Sonne und Mond die historische Überlieferung zu
geben imstande ist, die uns von totalen Verfinsterungen der Sonne
erzählt. In der Hauptsache zu dem Zweck, alte Finsternisse leicht
feststellen zu können, hat Theodor v. Oppolzer sein Riesenwerk, den
»Kanon der Finsternisse«, geschaffen, an dem auch der Verfasser mit
noch einer Reihe von andern Kollegen mitgerechnet hat. Das Werk enthält
alle zur Feststellung nötigen Angaben über 8000 Sonnen- und 5200
Mondfinsternisse für die Jahre 1207 v. Chr. bis 2163 n. Chr. Umgekehrt
gewinnt aus solchen Untersuchungen auch die historische Wissenschaft,
indem der Astronom Daten genau festlegen und ganze Zeitepochen an die
rechte Stelle rücken kann, in denen von totalen Sonnenfinsternissen auf
bestimmten Gebieten geredet wird. So konnte zum Beispiel die älteste
chinesische Zeitrechnung mit der unsrigen verbunden werden.[2]
Wir sahen, welchen mächtigen Einfluß auf die gesamte Natur auch nur
das vorübergehende Schwinden der Sonnenstrahlung hervorbrachte, und
fragten uns, ob wohl diese Kraftfülle einmal versiegen könne, da am
Ende doch nichts in der Welt ewig ist. Dies bedingt die weitere Frage,
woher die Sonne all diese Kraft eigentlich nimmt. Wir müssen uns das
Riesengestirn etwas näher ansehen, seine Konstitution und die Vorgänge
auf ihm studieren um auf diese Fragen Antwort geben zu können.
[Illustration: Die Sonne mit Flecken.]
Betrachten wir die Sonne durch ein Fernrohr, oder lassen wir sie ihr
eigenes Bild auf der photographischen Platte entwerfen! Da sehen wir
dann, daß sie, das Symbol der Reinheit, doch selten ganz fleckenlos ist
(s. Abb. oben). Zunächst sehen wir sie überzogen von einer Unzahl von
feinen Poren und Linien, einem Netzwerk, das in beständiger Veränderung
begriffen ist und offenbar gebildet wird durch Wölkchen, die, unsern
Schäfchenwolken (~Cirrus~) ähnlich, sich eng aneinanderdrängen. Das
Ganze nennt man die _Granulation_ der Sonnenoberfläche (s. Abb.
S. 22). Man muß sich aber wohl vorstellen, daß diese »Wölkchen«
durchschnittlich die Ausdehnung eines irdischen Kontinentes besitzen.
Diese wolkenartigen Gebilde grenzen eine bestimmte Atmosphärenschicht
der Sonne ab, die sogen. _Photosphäre_, die eigentliche Lichtspenderin.
Über dieser aber befindet sich noch eine andere Luftschicht, die nur
bei totalen Finsternissen unmittelbar und deutlich gesehen werden kann
und dann einen rosafarbenen Ring um die leuchtende Scheibe bildet, die
_Chromosphäre_. Sie besteht, wie wir gleich noch näher sehen werden,
aus den leichtesten bekannten Gasen, Wasserstoff und Helium. Über
dieser Schicht endlich breitet sich die oben erwähnte Korona.
[Illustration: Granulation der Sonnenoberfläche.
Photographische Aufnahme des Observatoriums von Meudon.]
Diese Sonnen-Schäfchenwolken sind, wie schon gesagt, in fortwährender
Bewegung. Zwei Aufnahmen, zwischen denen nur zehn Minuten liegen, sind
oft schon voneinander verschieden. Man wolle wohl bedenken, wie groß
die Verschiebungen in Kilometern sein müssen, damit wir sie von uns aus
derart erkennen können. Die Sonnenatmosphäre ist in beständiger Unruhe.
[Illustration: Ein normaler Sonnenfleck.
Nach Secchi.]
Am deutlichsten tritt dies durch die _Sonnenflecke_ zutage. An den
Stellen der Photosphäre, wo ein solcher Fleck hervorbrechen will, wird
zunächst oft die Umgebung heller, es entstehen »_Fackeln_«; aber diese
sind durchaus nicht immer die Vorläufer der Flecke, die oft von jenen
umgeben werden. Die Flecke brechen oft sehr schnell hervor, so daß
sie sich in wenigen Tagen völlig entwickeln. Es kann aber auch Wochen
dauern, bis aus kleinen Anfängen schließlich eine ganze Gruppe von
Flecken gebildet wird, die lange Zeit, oft Monate hindurch, auf der
Sonne verweilt, um sich dann erst wieder langsam aufzulösen. Solche
Sonnenflecke können gelegentlich ganz enorme Dimensionen erreichen. So
bedeckte eine Fleckengruppe, die im Februar und März 1905 selbst mit
dem bloßen Auge sichtbar war, ¹/₃₀ der uns zugewandten Sonnenhalbkugel,
das ist ein Gebiet, 200mal größer als die ganze Erdoberfläche.
[Illustration: Sonnenflecke.
Nach dem photogr. Sonnenatlas der Meudoner Sternwarte.]
Ein regelmäßiger Fleck hat eine runde Gestalt; er erscheint in der
Mitte ganz schwarz, was jedoch nur eine Kontrastwirkung ist, denn
man konnte bestimmen, daß dieser Kern immer noch etwa 5000mal heller
strahlt wie eine gleichgroße Fläche des Vollmondes. Den Kern umgibt
in der Regel der Halbschatten, die Penumbra, die oft von einer Menge
strahlenförmig nach der Mitte verlaufender Streifen durchzogen
ist. Der ganze Fleck gewinnt dann eine gewisse äußere Ähnlichkeit
mit einem Explosionskrater. Aber doch nur selten zeigen die Flecke
eine so regelmäßige Gestalt. Oft sehen wir, wie die Materie der
Sonnenoberfläche wild durcheinander gewirbelt worden ist, und eine
drehende Bewegung ist dabei gelegentlich nicht zu verkennen. Schon der
bloße Anblick des Verlaufs der Erscheinung legt die Vermutung nahe, daß
man es hier mit ungeheuren Wirbelstürmen zu tun habe, ihrer Entstehung
nach nicht unähnlich den irdischen Zyklonen. In einzelnen Fällen, wenn
man einen deutlich ausgebildeten Fleck bis an den Sonnenrand verfolgen
konnte, sah man, daß es Vertiefungen in der Photosphäre waren, riesige
Trichterschlünde, wie sie ja auch die Wolken in unseren Zyklonen
bilden. Aber in andern Fällen konnten Flecke auch in so günstiger Lage
nicht als Vertiefungen erkannt werden.
Vermutlich brechen aus diesen von strahlender Luft gebildeten Kratern
jene ungeheuren rötlichen Flammenzungen hervor, die man früher nur
als _Protuberanzen_ am Sonnenrande sehen konnte, wenn bei totalen
Verfinsterungen die übrige Helligkeit der Sonne abgedeckt war. Heute
hat man mit Hilfe des Spektroskops eine Methode gefunden, durch die man
jederzeit diese gewaltigen Eruptionen am Sonnenrande verfolgen kann.
Auf der Sonnenscheibe selbst sind sie zwar nicht mehr als solche zu
erkennen, aber es wird vermutet, daß die oben erwähnten Fackeln mit
jenen Protuberanzen identisch sind. Man sieht den ganzen Sonnenrand
über weite Gebiete hinweg mit feinen roten Flämmchen besetzt.
Jedenfalls haben wir es in den Flecken, Fackeln und Protuberanzen
mit Begleiterscheinungen ungeheurer Eruptionen zu tun, die bald in
dieser, bald in jener Form auftreten, so daß oft wohl alle drei
Erscheinungsformen miteinander in direkter Verbindung stehen mögen,
ohne daß dies so sein müßte.
Völlig aufgeklärt ist es zwar noch nicht, was wir eigentlich in den
Protuberanzen vor uns haben, und ob es wirklich immer Eruptionen
aus dem Innern des Sonnenballes sind. Einzelne dieser Erscheinungen
erweisen sich dazu trotz des größeren Maßstabes, den man an die
Sonne zu legen hat, doch als gar zu gewaltig. So hat Pater Fenyi
solche Flammenzungen bis zu mehr als einem Drittel des ganzen
Sonnendurchmessers oder 500000 Kilometern, das ist 40mal mehr als unser
ganzer Planet von Pol zu Pol mißt, emporschlagen sehen, und zwar mit
einer so rasenden Geschwindigkeit, bis zu mehr als 300 Kilometern in
der Sekunde, daß man wirklich kaum entsprechend gewaltige Spannkräfte
im Sonneninnern voraussetzen kann. Man hat an optische oder elektrische
Erscheinungen gedacht, weil auch viele Protuberanzen lange Zeit
ziemlich unverändert sich schwebend erhalten. Die Substanzen, die
dort scheinbar ausgeschleudert werden, sind meistens Wasserstoff
und Helium, die beiden Gase, die die Chromosphäre bilden, welche
von den Protuberanzen durchbrochen wird. Nach dieser Ansicht sind
nun diese Gase schon immer an jenen Stellen gewesen, nur in einem
andern Dichtigkeitsverhältnis wie die Umgebung. Sie besitzen deshalb
verschiedenes Brechungs- und Leitungsvermögen. Bei der Bildung eines
Sonnenfleckes müssen sich dann Licht- oder elektrische Wirkungen in den
ungleich dichten Medien auch ungleich verbreiten und deshalb dieses
Emporschlagen gewissermaßen nur vorspiegeln. Auch ist es möglich, daß
man es mit Explosionen zu tun hat, das heißt mit plötzlich durch die
Vorgänge bei der Bildung eines Fleckes nur ausgelösten chemischen
Verbindungen, die sich in den oberhalb schon vorhandenen Gasen so
schnell verbreiten. Jedenfalls sehen wir, daß die Umwälzungen, die zu
so ausgedehnten Gleichgewichtsstörungen führen, ganz gewaltiger Art
sein müssen, wenn uns auch ihre eigentliche Natur noch nicht bekannt
ist.