Wer hat zuerst die Temperatur der Sonne bestimmt?

Wie so oft war niemand der Erste, aber sowohl frühe als auch moderne Schätzungen der Oberflächentemperatur basieren auf Vergleichen mit der Schwarzkörperstrahlung, der moderne Wert liegt bei etwa 5800 K. Die Sonnenkorona ist jedoch viel heißer, mehrere Millionen K. Das wurde von Grotrian (1939) und unabhängig von Edlen entdeckt, die bemerkten, dass die beobachteten Spektrallinien von Eisen, Kalzium und Nickel in sehr hohen Ionisationsstufen emittiert werden. Warum es so heiß ist, ist noch ein offenes Problem, eine vielversprechende Hypothese ist der sogenannte „Magnetteppich“ .

Für die Oberflächentemperatur verwendete die ältere Methode Messungen der Sonnenkonstante , des mittleren Energieflusses pro Flächeneinheit in Erdentfernung und des umgekehrten quadratischen Gesetzes, um den mittleren Energiefluss pro Flächeneinheit an der Sonnenoberfläche abzuschätzen. Erste Messungen der Sonnenkonstante wurden 1837 von Pouillet in Frankreich und Herschel am Kap der Guten Hoffnung durchgeführt. Nachfolgende Messungen von Violle am Mont Blanc (1875) und Langley am Mount Whitney in Kalifornien (1884) erwiesen sich als weiter von modernen Werten entfernt. Siehe Concise History of Solar and Stellar Physics von Tassoul und Tassoul (S. 41).

Aber um die Temperatur zu erhalten, musste man sie mit der Leuchtkraft der Sonne (gesamte emittierte Energie) in Beziehung setzen. Das moderne Gesetz, das besagt, dass die Leuchtkraft proportional zur vierten Potenz der Oberflächentemperatur ist, wurde erst 1879 von Stefan formuliert, und Boltzmann leitete es 1884 aus der Thermodynamik ab. Davor wurden die beiden anhand von Laborexperimenten semi-empirisch in Beziehung gesetzt Schätzungen auf der Grundlage der Abkühlungsgesetze von Newton und Dulong-Petit, die Überschätzungen bzw. Unterschätzungen ergeben. Im Jahr 1884, als das Gesetz von Stefan immer noch nicht akzeptiert wurde, schrieb Langley in New Astronomy, dass „ es aufgrund aller bis heute durchgeführten Experimente wahrscheinlich ist, dass die effektive Sonnentemperatur nicht weniger als 3000 und nicht mehr als 30000 Grad Celsius Thermometer beträgt". Spätere Schätzungen basierten auf dem Abgleich der empirischen Spitzenintensität mit Wiens (1896) oder Plancks (1900) Schwarzkörperstrahlungskurven und der Analyse des Linienspektrums der Sonnenstrahlung. Ein Konsens nahe dem modernen Wert entstand Ende des 19. Jahrhunderts, aber erst spätere Fortschritte in der Strahlungstheorie bestätigten es.Siehe Astrophysics and Twentieth-Century Astronomy to 1950 (S. 66-67).

Weitere Einzelheiten zu modernen Messungen finden Sie auf der Workshop-Website Leuchtkraft und Temperatur der Sonne .