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Das Geheimnis der Sonnenflecken
Redaktion /
Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft
astronews.com
2. September 2008
Die dunklen Sonnenflecken auf der Oberfläche der Sonne geben
Wissenschaftlern noch immer Rätsel auf. Denn welche Vorgänge Teile ihres äußeren
Kranzes zum Leuchten bringen, war bisher völlig unklar. Jetzt liefern Forscher
erstmals eine Erklärung für dieses Phänomen. Ihre Messungen zeigen, dass auch in
diesen äußeren Bereichen heißes Plasma aufsteigen und seine Energie in Form von
Strahlung abgeben kann.
Aufnahme des
Sonnenflecks, den Forscher vom MPS mit dem
Schwedischen Sonnenteleskop untersucht haben.
Ein Kranz aus lang gezogenen, hell leuchtenden
Strukturen umgibt das dunkle Innere des Flecks.
Bild: Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung |
Unter der sichtbaren Oberfläche der Sonne brodelt es. Mehrere tausend Grad
heißes Plasma drängt ständig aus dem Innern des Sterns nach oben, kühlt sich ab
und sinkt dann wieder herab. Ein Teil der Wärmeenergie des Plasmas wird dabei in
sichtbare Strahlung umgewandelt: Die Sonne leuchtet. Nur in den Sonnenflecken
ist dies anders. Hier unterdrücken starke Magnetfelder wie Fesseln die Bewegung
des Plasmas. Die Flecken sind deshalb etwa 2.000 Grad kühler als ihre etwa 6.000
Grad heiße Umgebung - und erscheinen deshalb im Vergleich dunkel.
Doch nicht der gesamte Sonnenfleck ist dunkel. Sein äußerer Kranz, die
Penumbra, die oft bis zu 80 Prozent der Gesamtfläche des Flecks ausmacht, ist
durchsetzt von hell leuchtenden Strukturen. Wie lang gezogene Fasern umgeben sie
den Sonnenfleck. Bisher gab es für diesen Aufbau keine Erklärung. Denn auch im
Außenbereich gibt es starke Magnetfelder, die ein Leuchten eigentlich verhindern
müssten.
Ein weiteres Rätsel: Vor weniger als einem Jahr beobachteten japanische
Wissenschaftler, dass sich manche dieser hellen Strukturen um ihre Längssachse
verdrehen und verdrillen. Die neuen Messungen der Wissenschaftler des
Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Katlenburg-Lindau
könnten nun beide Phänomene zusammenführen. Ausgangspunkt für diese
Untersuchungen waren Daten, die Wissenschaftler vom MPS mit dem schwedischen
Sonnenteleskop (Swedish Solar Telescope) auf der spanischen Insel La
Palma aufgenommen haben. Aus diesen Daten konnten die Forscher jetzt das
Magnetfeld und die Strömungsgeschwindigkeit in einer Penumbra mit einer
Auflösung von 150 Kilometern berechnen.
Die Berechnungen zeigen, dass die Fesseln des Magnetfeldes nicht überall das
Aufsteigen heißen Materials verhindern können, sondern stellenweise gelockert
sind. "Innerhalb der hellen Gebiete ist das Magnetfeld schwächer", erklärt Dr.
Johann Hirzberger vom MPS. Hier kann das Plasma zirkulieren und die darüber
liegenden Gebiete zum Leuchten bringen. Durch die Bewegung entsteht zudem der
Eindruck, dass sich die an der Oberfläche sichtbaren Strukturen um ihre Achse
drehen.
"Die Physik der Sonnenflecken genau zu kennen, ist für unser gesamtes
Verständnis der Sonne entscheidend", meint auch Dr. Vasily Zakharov vom MPS.
Denn die Magnetfeldstruktur der Flecken beeinflusst auch die darüberliegenden
Schichten der Sonnenatmosphäre, wo zum Teil heftige Strahlungs- und
Teilchenausbrüche entstehen. Eine solche Sonneneruption ist vor etwa zwei Jahren
auch von dem Sonnenfleck ausgegangen, den die MPS-Wissenschaftler jetzt
untersucht haben.
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