Rätsel der Sonnenflecken: Was nach 400 Jahren endlich klar wird.
Was hält Sonnenflecken über Wochen oder sogar Monate stabil – obwohl auf der Sonne ein ständiges Chaos aus Hitze, Strahlung und Magnetfeldern herrscht? Eine neue Methode bringt überraschende Antworten und könnte künftig dabei helfen, gefährliche Sonnenausbrüche rechtzeitig vorherzusagen.
Seit Galileo ein Rätsel – jetzt gelüftet: Warum Sonnenflecken so stabil sind.
Foto: PantherMedia / vampy1
Warum bleiben manche Sonnenflecken so lange bestehen – trotz der vielen Störungen auf der Sonne?
Schon in den 1970er-Jahren vermuteten Wissenschaftler, dass ein Gleichgewicht zwischen Gasdruck und Magnetfeld für die lange Lebensdauer dieser Flecken verantwortlich sein könnte. Doch wegen der unruhigen Magnetfelder war dieser Zusammenhang schwer zu beweisen – bis vor Kurzem.
Instabile Magnetfelder rund um Sonnenflecken
Sonnenflecken können mehrere Tage bis Monate bestehen bleiben und sind entscheidend, um den Sonnenaktivitätszyklus zu verstehen. Etwa alle 11 Jahre erreicht dieser Zyklus seinen Höhepunkt – dann gibt es besonders viele Sonnenflecken.
Rund um Sonnenflecken können instabile Magnetfelder entstehen, die zu starken Explosionen führen. Diese nennt man koronale Massenauswürfe oder Sonneneruptionen. Vor allem während des Sonnenmaximums können solche Ausbrüche die Kommunikation mit Satelliten stören – und in extremen Fällen sogar Stromausfälle auf der Erde verursachen.
Sonnenflecken sind Stellen besonders starker Magnetfelder auf der Sonnenoberfläche. Diese Felder sind so kräftig wie die in einem MRT-Gerät – aber sie bedecken Flächen, die größer sind als die Erde.
Schon im 17. Jahrhundert begann die Beobachtung der Sonnenflecken. Nachdem das Fernrohr erfunden wurde, sah der italienische Astronom Galileo Galilei diese dunklen Flecken regelmäßig. Doch zurück zu der Stabilität der Sonnenflecken.
Neue Methode zur Untersuchung der Stabilität vorgestellt
Die Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics hat vor Kurzem eine Studie veröffentlicht, in der eine neue Methode zur Untersuchung der Stabilität von Sonnenflecken vorgestellt wird.
Ein internationales Forschungsteam – geleitet von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Deutschland und unterstützt von Fachleuten aus Schweden, den USA und Spanien – hat diese Methode mit dem deutschen Sonnenteleskop GREGOR getestet.
Dabei gelang es Physikerinnen und Physikern vom Institut für Sonnenphysik (KIS) in Freiburg, eine Technik weiterzuentwickeln, die ursprünglich am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen entwickelt wurde. Dank dieser Weiterentwicklung kann der störende Einfluss der Erdatmosphäre aus den Messdaten herausgerechnet werden.
Mit der neuen Methode liefert das Teleskop GREGOR Magnetfeldmessungen in einer Qualität, die bisher nur mit teuren Satelliten möglich war – und das zu deutlich geringeren Kosten.
Die starken Magnetkräfte werden durch den inneren Gasdruck ausgeglichen
Mit Hilfe eines leistungsstarken Computerprogramms konnte das von der Sonne ausgestrahlte, polarisierte Licht untersucht werden. Entwickelt wurde das Programm unter der Leitung von Dr. Juan Manuel Borrero am Institut für Sonnenphysik (KIS) in Freiburg, mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).
Die Auswertung zeigte: Im Inneren von Sonnenflecken werden die starken Magnetkräfte durch den inneren Gasdruck ausgeglichen. So bleibt das Gleichgewicht erhalten.
Diese Entdeckung erklärt, warum Sonnenflecken so lange stabil bleiben können. In Zukunft könnte dieses Wissen helfen, frühzeitig zu erkennen, wann ein Sonnenfleck instabil wird – und damit die Gefahr steigt, dass er eine Sonneneruption oder einen Massenauswurf auslöst, die das moderne Leben auf der Erde beeinträchtigen könnten.
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