Wie heiß ist die Sonne wirklich? Die überraschende Antwort

Neulich saß ich mit meinem Neffen (sieben) am Küchentisch, und er fragte mich, warum man die Sonne nicht einfach anfassen kann. Ich wollte gerade mit „weil sie zu heiß ist" antworten, da fiel mir auf: Ich hatte keine Ahnung, wie heiß genau. Fünfzehntausend Grad? Eine Million? Ich wusste nur, dass es viel ist. Also habe ich nachgeschlagen, und was ich fand, hat mich überrascht — nicht die Zahl selbst, sondern dass die heißeste Stelle der Sonne gar nicht da ist, wo man sie vermutet.

Die kurze Antwort vorweg: Die sichtbare Oberfläche der Sonne ist rund 5.500 Grad Celsius heiß. Ihr Kern bringt es auf etwa 15 Millionen Grad. Und dann gibt es da noch diese Schicht, die keiner so richtig erklären kann, in der es plötzlich wieder über eine Million Grad heiß wird. Dazu später mehr.

Wie heiß ist die Sonne an ihrer Oberfläche — und warum das eine Vereinfachung ist

Wenn jemand sagt, die Sonne sei 5.500 Grad heiß, dann meint er die Photosphäre. Das ist die Schicht, die wir als helles, gelblicheweißes Rund am Himmel sehen. Sie hat streng genommen keine feste Oberfläche — die Sonne ist ein Gasball, der nach außen dünner wird. Aber der Übergang von „undurchsichtig" zu „durchsichtig" ist so scharf, dass man von einer Oberfläche sprechen kann, ohne dass es falsch wird.

Was mich daran fasziniert: Diese 5.500 Grad sind nicht überall gleich. Die Photosphäre ist ein brodelnder Teppich aus Plasmazellen, jede etwa so groß wie Deutschland, die auf- und abschwappt. Wo kühleres Material aus dem Inneren an die Oberfläche drückt, entstehen Sonnenflecken — dort sind es „nur" etwa 3.500 bis 4.000 °C. Klingt immer noch viel, ist aber relativ kühl, weshalb diese Flecken dunkel erscheinen.

In Kelvin und Fahrenheit umgerechnet

Die Frage taucht oft in einer dieser beiden Einheiten auf, deshalb hier die Umrechnung, ohne dass Sie selbst rechnen müssen:

• Oberfläche: ca. 5.500 °C = rund 5.800 Kelvin = etwa 9.930 Grad Fahrenheit
• Kern: 15 Millionen °C = 15 Millionen Kelvin (der Unterschied ist bei diesen Größenordnungen praktisch irrelevant, weil die 273 K Umrechnung im Rauschen untergeht) = grob 27 Millionen Grad Fahrenheit

Kurz gesagt: Die Celsius- und die Kelvin-Zahl unterscheiden sich bei der Sonne nur um einen Rundungsfehler. Das ist der Punkt, an dem ich kurz lachen musste, als ich es mir klarmachte.

Wie heiß ist der Kern — und wie entsteht diese Hitze überhaupt?

15 Millionen Grad. Damit lässt sich wenig anfangen, oder? Ich habe versucht, mir das vorzustellen, und bin kläglich gescheitert. Ein Vergleich, der zumindest halbwegs funktioniert: Die Oberfläche ist etwa 2.700-mal kühler als der Kern. Wenn die Oberfläche ein lauwarmer Sommertag wäre, dann wäre der Kern eine Explosion, die man nicht überleben würde.

Was mich aber mehr beschäftigt hat als die Zahl selbst: Warum wird es im Inneren so heiß? Die Antwort ist Gravitation, nicht Feuer. Die Sonne verbrennt nichts — sie ist kein Lagerfeuer im Weltraum. Ihre eigene Masse drückt so stark zusammen, dass der Druck im Zentrum bei geschätzten 200 Milliarden Bar liegt. Dieser Druck presst Wasserstoffkerne so eng zusammen, dass sie verschmelzen. Bei dieser Kernfusion wird ein winziger Teil der Masse in Energie umgewandelt, und diese Energie drängt nach außen. Das Gleichgewicht zwischen nach innen drückender Schwerkraft und nach außen drängender Strahlung hält die Sonne seit etwa 4,6 Milliarden Jahren stabil.

Der Weg der Hitze nach außen: von 15 Millionen auf 5.500 Grad

Auf ihrem Weg nach draußen kühlt die Energie ab. Das passiert in zwei Etappen, die in fast keiner Erklärung auftauchen, die ich online gefunden habe:

1. Strahlungszone (etwa 70 Prozent des Sonnenradius): Hier wandert die Energie als Strahlung von Teilchen zu Teilchen. Die Temperatur fällt von rund 7 Millionen auf etwa 2 Millionen Grad. Ein einzelnes Lichtteilchen braucht für diese Strecke im Schnitt mehrere hunderttausend Jahre — es stößt auf seinem Weg ständig mit Materie zusammen und wird dabei hin und her geschleudert.
2. Konvektionszone (die äußere Schicht): Hier übernimmt das Strömen. Heißes Plasma steigt auf, kühlt ab, sinkt wieder — wie Wasser in einem Topf, der auf dem Herd steht. Aus etwa 2 Millionen Grad werden an der Oberfläche dann die uns bekannten 5.500.

Und dann passiert das Verrückte.

Das Rätsel der Korona: Warum ist es über der Sonne heißer als auf ihr?

Über der Photosphäre liegt die Korona, die äußere Atmosphäre. Bei einer Sonnenfinsternis sieht man sie als zarten Strahlenkranz. Und dort herrschen Temperaturen von 1 bis 3 Millionen Grad — also mehrere hundert Mal mehr als auf der Oberfläche direkt darunter. Das ergibt keinen Sinn, wenn man davon ausgeht, dass Wärme immer von heiß nach kalt fließt. Wie kann eine Schicht heißer sein als die Quelle, die sie beheizt?

Ehrlich gesagt: Eine vollständig befriedigende Antwort gibt es bis heute nicht. Die Physik vermutet, dass Magnetfelder die Energie transportieren. Die Sonne ist ein riesiger Magnetwirbel, und wenn sich diese Feldlinien verheddern und wieder auseinanderreißen — ein Vorgang, den man magnetische Rekonnexion nennt —, wird schlagartig Energie freigesetzt, die das Plasma in der Korona aufheizt. Das ist nicht so weit hergeholt, wie es klingt: Auch auf der Erde nutzt man dieses Prinzip in Fusionsreaktoren.

Aber der genaue Mechanismus ist noch offen. Für mich ist das einer der ehrlichsten Sätze, die man über die Sonne sagen kann: Bei der Oberfläche sind wir uns sicher, beim Inneren rechnen wir, und bei der Korona streiten wir noch.

Die Sonne in Zahlen: eine Übersicht

Weil ich selbst am Anfang ständig zwischen den Schichten durcheinandergekommen bin, hier eine Tabelle zum Nachschlagen:

Bereich	Temperatur (ca.)	Was dort passiert
Kern	15 Millionen °C	Kernfusion, Wasserstoff wird zu Helium
Strahlungszone	7 bis 2 Millionen °C	Energie wandert als Strahlung nach außen
Konvektionszone	2 Millionen bis 5.500 °C	Plasma strömt wie in einem Kochtopf
Photosphäre (sichtbare Oberfläche)	5.500 °C	Das, was wir als Sonnenscheibe sehen
Sonnenflecken	3.500 bis 4.000 °C	Kühlere Stellen durch Magnetfelder
Korona	1 bis 3 Millionen °C	Magnetische Energie, noch nicht ganz verstanden

Häufige Fragen zur Sonnentemperatur

Wie heiß ist die Sonne im Sommer?

Die Sonne hat keinen Sommer. Sie ist eine Kugel aus Plasma, die keine Jahreszeiten kennt — die 5.500 Grad an ihrer Oberfläche gelten das ganze Jahr. Was sich ändert, ist nicht die Sonne, sondern wie viel von ihrer Strahlung uns auf der Erde erreicht und wie warm es sich bei Ihnen anfühlt. Im Sommer steht die Sonne bei uns höher am Himmel, die Strahlen treffen steiler auf den Boden und verteilen sich auf eine kleinere Fläche. Das ist der ganze Trick. Die Sonne selbst ist im Januar exakt genauso heiß wie im Juli.

Wie heiß ist die Sonne — für Kinder erklärt

Wenn mein Neffe fragt, antworte ich inzwischen so: Stell dir vor, du hältst einen Löffel in kochendes Wasser. Der wird 100 Grad heiß. Die Sonnenoberfläche ist etwa 55-mal heißer als kochendes Wasser. Und weil sie so weit weg ist — rund 150 Millionen Kilometer —, kommt bei uns nur ein winziger Bruchteil dieser Hitze an. Deshalb können wir überhaupt existieren. Die Sonne ist wie eine riesige Heizung, die so weit weg steht, dass man sie nur noch als warmes Leuchten spürt.

Ein Detail, das Kinder oft überrascht und Erwachsene auch: Die Sonne ist gar nicht „Feuer". Es gibt keine Flamme. Sie leuchtet, weil im Inneren Wasserstoff zu Helium verschmilzt.

Wie groß ist die Sonne?

Zum Vergleich mit der Temperatur lohnt sich die Größe, weil beides zusammenhängt. Der Durchmesser der Sonne beträgt rund 1,4 Millionen Kilometer — etwa 109 Erden würde man nebeneinander brauchen, um sie zu überbrücken. In sie hineinpassen würde die Erde ungefähr 1,3 Millionen Mal. Und genau diese schiere Masse ist der Grund für die 15 Millionen Grad im Kern: Ohne diese Größe gäbe es nicht den Druck, der die Fusion in Gang hält.

Was diese Zahlen mit Ihrem Alltag zu tun haben

Vielleicht fragen Sie sich, warum das jemanden interessieren soll, der nicht Astrophysik studiert. Zwei Dinge aus meiner eigenen Erfahrung: Erstens verändert es den Blick auf einen ganz normalen Sonnentag. Wenn ich jetzt in den Himmel schaue, sehe ich nicht mehr nur „hell", sondern eine 5.500-Grad-Kugel, in der seit Milliarden Jahren ein Gleichgewicht aus Schwerkraft und Strahlung herrscht. Zweitens — und das ist praktischer — hilft es beim Einordnen der eigenen Wärmewahrnehmung. Die Hitze, die Sie im Sommer auf der Haut spüren, ist nicht die Temperatur der Sonne. Es ist die Intensität der Strahlung, die nach 150 Millionen Kilometern Reise noch übrig bleibt.

Und was ist mit der Eingangsfrage meines Neffen — warum man die Sonne nicht anfassen kann? Die Antwort hat nichts mit Hitze zu tun. Es gibt dort keine Oberfläche, an die man greifen könnte. Der Übergang von Plasma zu Nichts ist fließend, und selbst wenn man hinfassen könnte, wäre man in Sekundenbruchteilen verdampft. Er hat mich damals übrigens gefragt, ob man die Sonne mit einem sehr langen Stock berühren könnte. Ich habe kurz überlegt. Die Antwort ist: Der Stock würde brennen, lange bevor Sie in die Nähe kommen. Aber die Vorstellung ist großartig.

Eine Frage, die ich mir selbst stelle

Wenn die Korona tatsächlich heißer ist als die Sonnenoberfläche — müsste man sie dann in extrem sternklaren Nächten nicht als Wärmesignal messen können? Theoretisch ja, aber die Dichte der Korona ist so absurd gering, dass praktisch keine Wärmeenergie übertragen wird. Ein Plasma mit einer Million Grad kann kalt sein, wenn sich die Teilchen nur selten begegnen. Temperatur und Wärmegefühl sind eben zwei verschiedene Dinge.