Sonnenradius

DerSonnenradiusR_☉– der halbe Durchmesser derSonne– wird in derAstronomiealsMaßeinheitbenutzt, um dieGrößevon anderen Himmelskörpern anzugeben, insbesondere vonSternen.Er beträgt 6,96342 · 10⁸m = 696.342 km ± 65 km oder das 109-Fache des mittlerenErdradius.Einen anschaulichen Vergleich liefert dasErde-Mond-System: Der Abstand Erde – Mond beträgt im Durchschnitt 384.400 km oder 55 Prozent des Sonnenradius. Stünde die Sonne anstelle der Erde, würde dieMondbahnvollständig innerhalb der Sonne verlaufen – etwas weiter außen als der halbe Sonnenradius. Die Maßeinheit des Sonnenradius wurde von derIAU2015 in der Resolution B3 auf exakt 695.700 km festgesetzt.

Infolge ihrerRotationist die Sonne leichtabgeplattet(f= (8,3 ± 1,9) · 10⁻⁶),was sich erst in den 2000er-Jahren nachweisen ließ.

Messmethoden

Es werden verschiedene Methoden zur Messung des Sonnenradius verwendet, mit denen folglich verschiedene Radius-Begriffe verknüpft sind.

Aus derWinkelmessungenzwischen beiden Sonnenrändern ergibt sich der Durchmesser derSonnenscheibe,woraus sich die Sonnengröße selbst durch Multiplikation mit Entfernung Erde – Sonne (Mittelwert ist eineAstronomische Einheit) ergibt. Die Bestimmung dieser Distanz war allerdings jahrhundertelang ein Problem.

DenscheinbarenSonnendurchmesser erhält man am einfachsten durch Zeitmessung analog zu einemSterndurchgang,wobei ein Fernrohr mitSonnenfilterundFadennetzbenötigt wird. Auch die Dauer desSonnenuntergangsgibt bereits gute Resultate und wurde vermutlich schon von babylonischenPriesterastronomenund im antiken Griechenland zur Bestimmung des Sonnendurchmessers verwendet (sieheAristarch von Samos,der erstmals die Sonnengröße als das Zehnfache der Erde schätzte).

Direkte Messungen mit optischenMikrometernwurden ab etwa 1750 möglich, im 19. Jahrhundert wurde zur Suche nach der vermuteten Sonnenabplattung dasFraunhoferscheHeliometerentwickelt.

Mit Hilfe vonhelioseismologischenMessungen derf-Modivon Oberflächenwellen der Sonne wurde ein Wert von rund 695,8 Mm ermittelt. Photoelektrische Messungen und deren Vergleich mit Modellen der Limb-Darkening-Funktion der Sonne ergaben einen Wert von ca. 695,5 · 10⁶m für den mittleren Radius in Äquatornähe.

Weitere Methoden sind die Messung derTransitdauer von Merkuroder die optische Bestimmung der Winkelabmessung der Sonne. Die Winkelabmessung der Sonne beträgt von der Erde aus gesehen etwa 16′,der ganze Durchmesser derSonnenscheibealso 32′ oder 0,53°. Wegen der etwas elliptischenErdbahnschwankt der Wert jedoch um 1,7 % in beide Richtungen: imPerihelder Erdbahn (Anfang Januar) sind es 32′32″, imAphel(Anfang Juli) aber nur 31′28″. Die seltenen, aber beeindruckenden Erscheinungen von totalenSonnenfinsternissenverdanken wir dem Umstand, dass derscheinbare Monddurchmessereinen ähnlichen, allerdings stärker schwankenden Winkel aufweist (29′10″–33′30″).

Bei astro-geodätischenRichtungsmessungenzur Sonne – etwa beiSonnenazimuten– wäre die Mitte der Sonnenscheibe anzuzielen. Da dies spezielle Instrumente wie das Roelofs-Sonnenprismaerfordern würde, zielt man in der Praxis den rechten und linkenSonnenrandan und mittelt die beiden Messungen. Als Kontrolle kann der ausEphemeridenentnommene Sonnenradius dienen, dividiert durch den Sinus derZenitdistanz.

Literatur

• T. M. Brown, J. Christensen-Dalsgaard:Accurate Determination of the Solar Photospheric Radius,Astrophys. J. Lett. 500, 1998, S. L195,arxiv:astro-ph/9803131v1.
• Präzise vermessene Sonne– Artikel auf scienceticker.info vom 27. März 2012