Warum dreht sich die Sonne um sich selbst?

Meine Schüler haben mich gefragt, ob sich die Sonne um sich selbst dreht. Außerdem wollen sie wissen, was der erste Stoß war, der zu der Drehbewegung aller Körper im Weltall geführt hat.

Ja, die Sonne dreht sich um sich selbst. Das wissen wir seit Galileo Galilei, der die dunklen Flecken auf der Sonnenoberfläche entdeckt hat (was, nebenbei gesagt, die u.a. von der katholischen Kirche vertretene Doktrin einer "makellosen", "unbefleckten" und damit "vollkommenen" Sonne über den Haufen warf).

Galilei hat erkannt, dass diese Flecken auf der Sonne "wanderten" und dass dies von der Drehung der Sonne um sich selbst herrührte (die Flecken verschwanden an der einen Seite und tauchten nach einiger Zeit fast unverändert auf der anderen Seite wieder auf). Da die Sonne keine feste Kugel ist, sondern aus ionisiertem Gas (Plasma) besteht, ist ihre Drehbewegung nicht gleichmäßig, wie zum Beispiel diejenige der Erdkruste oder der Mondoberfläche. Am Äquator dreht sie sich schneller als an den Polen. Am Äquator dauert eine Umdrehung ein bisschen mehr als 25 Tage, in Polnähe dagegen über 30 Tage.

Es ist aber nicht die einzige Drehbewegung der Sonne! Die Sonne und die Planeten kreisen zusammen um ihr gemeinsames Zentrum, den Schwerpunkt des Sonnensystems. Wenn wir behaupten, dass die Planeten um die Sonne kreisen, liegt das daran, dass die Sonne, die 1500 Mal schwerer ist als alle Planeten zusammengefasst, sich ganz in der Nähe dieses Schwerpunkts befindet. Der Schwerpunkt ist sogar noch innerhalb der Sonne, da er ungefähr 500 000 km vom Zentrum der Sonne entfernt ist (der Radius der Sonne misst 700 000 km). Um diesen Effekt zu beschreiben, denke man an ein einfaches Gedankenexperiment: Zwei Personen halten sich an den Händen fest und stehen sich gegenüber, Fuß an Fuß. Sie beugen sich dann nach hinten, um sich ins Gleichgewicht zu bringen. Um nicht hinzufallen, wird die schwerere der beiden Personen sich weniger nach hinten beugen. Wenn sich die beiden jetzt drehen würden, wäre die schwerere Person also näher an der Drehachse. Das Gleiche gilt für das System Erde-Mond. Da die Masse des Mondes nur 1,2% der Masse der Erde beträgt, dreht sich das Erde-Mond-Paar um einen Punkt, der sich noch im Inneren der Erde befindet, ungefähr 4500 km von ihrem Mittelpunkt entfernt.

Schließlich kreist das Sonnensystem als Ganzes auch noch um das Zentrum unserer Galaxie, und zwar mit einer mittleren Geschwindigkeit von 900 000 km/h! Der Massenschwerpunkt des Sonnensystems (nicht die Sonne selbst) bewegt sich auf einer elliptischen Bahn um das Zentrum der Galaxie. Die gesamte Galaxie dreht sich also um ihr Zentrum. Wenn man sich außerhalb des Sonnensystems begeben könnte, und die Bewegung des Sonnensystems relativ zu den Sternen beobachten könnte, würde man feststellen, dass die Sonne sich auf einem Zickzackkurs bewegt (da sie um den Schwerpunkt des Sonnensystems kreist und dieser sich "geradlinig" bewegt). Das ist auch eine der angewandten Methoden, um Sterne zu entdecken, die sich außerhalb des Sonnensystems befinden und um die Planeten kreisen. Diese Sterne haben eine "torkelnde" Bahn.

Warum sich alles im Universum dreht, ist eine sehr kniffelige Frage, auf die es keine einfache Antwort gibt. Ich verweise hier auf die Antwort von Gilles Henri "Warum dreht sich die Erde?".

Jeden Morgen geht die Sonne auf, zieht über den Himmel und geht abends wieder unter. In jeder Nacht strahlen die Sterne am Firmament. Doch wer genau hinschaut, merkt bald:

Wie wir uns bewegen lässt sich auch am Stand der Sonne ablesen.

Der Himmel über uns sieht jeden Tag ein wenig anders aus. Die Sonne geht täglich etwas weiter im Osten oder Westen auf, zieht mittags ein Stück höher oder tiefer über den Horizont und geht früher oder später unter als am Vorabend.

Wanderung der Sterne

Auch die Sterne stehen jeden Abend etwas anders am Himmel. Selbst wer nur ein Sternbild kennt, kann zwei Bewegungen am Firmament beobachten: Das Sternbild scheint im Lauf einer Nacht von Osten nach Westen zu wandern. Zugleich steht es jeden Abend um die gleiche Zeit etwas weiter im Westen als am Vorabend. Denn die Sterne ziehen über unseren Himmel - so weit, dass der Nachthimmel im Frühjahr völlig anders aussieht als im Herbst. Aber warum?

Weil sich unser eigener Planet selbst bewegt - das "Raumschiff Erde".

Frühlingsdreieck im Mai

Raumschiff Erde - Erddrehung um die eigene Achse

Die scheinbaren Bewegungen der Sonne und der Sterne entstehen durch die Bewegung der Erde selbst. In rund 24 Stunden dreht sich die Erde einmal um ihre eigene Achse. Ein fester Beobachtungspunkt, etwa vor eurem Haus, beschreibt in dieser Zeit eine volle Kreisbewegung von 360 Grad ostwärts. Auch eure Blickrichtung ins Weltall wandert immer weiter nach Osten. Dadurch scheint sich der Himmel über euch kontinuierlich westwärts zu bewegen - und mit ihm all seine Objekte: So, wie die Sonne durch die Erddrehung morgens im Osten auf- und abends im Westen untergeht, gehen auch Sterne im Osten auf und im Westen unter.

Mit 100.000 Kilometer pro Stunde um die Sonne

Zugleich bewegt sich die Erde pro Jahr einmal um die Sonne - und zwar ziemlich schnell: Etwa 30 Kilometer pro Sekunde legt sie auf dem weiten Weg um die Sonne zurück - 940 Millionen Kilometer pro Jahr. Die Wanderung um die Sonne schafft nicht nur die Jahreszeiten, sondern verändert auch unseren Blick ins All: Was wir im Sommer als Nachthimmel sehen, ist im Winter unser Taghimmel - und umgekehrt. Der Ausschnitt des Firmaments, den wir nach Einbruch der Dunkelheit sehen können, rückt Nacht für Nacht nach Westen, weil die Erde um die Sonne wandert. Nach rund 365,25 Tagen hat die Erde wieder die gleiche Position erreicht - die Sterne stehen wieder wie ein Jahr zuvor (abgesehen von der Eigenbewegung der Sterne, die für uns Sterngucker allerdings keine Rolle spielt).

Diese ",25" sind übrigens der Grund dafür, dass wir alle vier Jahre ein Schaltjahr mit einem zusätzlichen Tag haben. Weil es aber genau genommen nicht ein Vierteltag (sechs Stunden) ist, den die Erde länger um die Sonne braucht, sondern nur fünf Stunden, 48 Minuten und 46 Sekunden sind, muss der Schalttag hin und wieder ausgelassen werden.

Es gibt noch eine weitere Bewegung der Erde: Zusammen mit allen anderen Objekten unseres Sonnensystems begleiten wir die Sonne auf deren Weg durchs All: Die Sonne umrundet das Zentrum der Milchstraße, unserer Galaxie, - und die wiederum bewegt sich im Universum. Doch für die Beobachtung des Sternenhimmels fallen diese Bewegungen nicht ins Gewicht, da sich die Positionen so langsam verändern, dass sie für Beobachtende erst im Verlauf von Jahrtausenden bemerkbar werden.

Es ist unsere eigene Bewegung als Beobachter auf der "rasenden" Erde, die das Firmament über unseren Köpfen in Bewegung bringt. Bei der Sternbeobachtung beschreibt man dennoch oft die scheinbare Bewegung der Objekte am Himmel - etwa den "Lauf der Sonne". Um eine solche Bewegung überhaupt beschreiben zu können, brauchen wir eine Orientierungshilfe - die Himmelskoordinaten.

Wie dreht sich die Sonne um sich selbst?

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Wie lange braucht die Sonne um sich selbst zu drehen?