Sunday, 31. July 2016
03.03.2011
 
 

Statusreport: Die Sonnenflecken sind zurück – solare Aktivität steigt

Andreas von Rétyi

Mittlerweile kristallisiert sich heraus, dass der neue Sonnenzyklus 24 in die Gänge kommt. Es hat lange gedauert, der Einstieg war zäh, doch jetzt beginnen sich die dunklen Flecken ebenso zu häufen wie die explosiven Ereignisse auf unserem Stern. In der zweiten Februarhälfte zeigte die Sonne immer wieder auch komplexere Fleckengruppen als deutlichsten Hinweis darauf, dass die Aktivität auf ein neues Maximum zusteuert. Ob diese Tendenz anhält?

Detail der Sonnenoberfläche mit Filament


Zeitweilig machten ja schon Befürchtungen die Runde, die Sonnenaktivität könne unter Umständen weitgehend zum Erliegen gekommen sein. Tatsächlich gibt es immer wieder Aussetzer im üblichen Zyklus, der im Schnitt seine 11,2 Jahre zwischen zwei Maxima beansprucht, wobei die Extremwerte zwischen etwa sieben und 17 Jahren pendeln können. Noch extremer dann aber: die richtigen Pausen. So wie das eben auch zwischen 1645 und 1715 der Fall war, als sieben Jahrzehnte lang keine Sonnenflecken mehr auftauchten und es auf der Erde deutlich kühler wurde – die »Kleine Eiszeit« war da. Prost Mahlzeit!

Für die Sonne sind ein paar Jahrzehnte nichts, für uns aber bekanntlich ein ganzes Leben! Die aktuellen Entwicklungen auf unserem stetig unsteten, nicht ins Detail berechenbaren Stern zeigen aber zumindest, dass die Aktivität wieder steigt und der neue Zyklus 24 sich jetzt klar bemerkbar macht.

Auch die Flecken sind schon seit geraumer Zeit zurück, und es werden mehr und mehr. Eine Gruppe nach der anderen bildet sich auf der kochenden Sonne. Einige jener Fleckensysteme, bei denen die Sonnenoberfläche etwas »kühler« ist und daher auch dunkel erscheint, haben sich bereits zu riesigen Gebilden von Jupitergröße ausgewachsen, deren magnetische Struktur komplex und verworren erscheint. Gerade in diesen Beta-Gamma-Gruppen lauern enorme Mengen gespeicherter Energie, die sich schlagartig in Flare-Explosionen entladen. So geschehen auch im Februar: Am Valentinstag 2011 detonierte ein ziemlich heftiger Flare in der komplexen aktiven Region 1158, jagte einen gigantischen Schwall geladener Teilchen ins All. Im Rahmen eines kurzen Beitrags habe ich an dieser Stelle über das Ereignis berichtet. Und nur einen Tag später war diese Meldung schon wieder überholt – denn die Sonne sorgte sehr schnell für weiteres Aufsehen und lieferte nunmehr ein noch heftigeres Ereignis: den ersten X-Flare des aktuellen Zyklus!

Wieder ging der Ausbruch aus der Region 1158 hervor, die nunmehr so starke Detonationen lieferte,

Die aufgewühlte aktive Region 1158 am 16. Februar 2011

wie sie die Sonne seit Dezember 2006 nicht mehr erlebt hatte. Und wieder müssen wir uns vors geistige Auge halten, dass sich diese paar Jahre zwischen den Einzelereignissen gerade mal den gleichen »Sekundenbruchteil« im langen Leben der Sonne teilen. Trotzdem zeigt sich ihre kurze Pulsperiode nach menschlichen Maßstäben bemessen als recht beständige Eigenheit unseres Sterns.

Die hier abgebildeten Aufnahmen zeigen Details der Mitte Februar sichtbaren Aktivitätsgebiete, wie sie direkt auf der H-alpha-Linie des Wasserstoffs erscheinen, in deren charakteristischem roten Licht die Chromosphäre leuchtet. Sie bildet jene vergleichsweise sehr dünne Atmosphärenschicht, die oberhalb der grell strahlenden, unseren Tag erhellenden Photosphäre liegt. Während diese »Lichtschicht« die Sonnenoberfläche definiert, bleibt uns jene viel schwächer glühende Hülle normalerweise komplett verborgen. Nur bei totalen Sonnenfinsternissen glimmt sie kurz als rötlicher Ring auf, wenn der Mond das gleißende Sonnenlicht abschattet. Dann tritt sehr plötzlich auch die blaugraue Korona als majestätischer Strahlenkranz um den verfinsterten Stern in Erscheinung.

Spezialinstrumente lassen allerdings nicht nur einen Blick auf den scheinbaren Sonnenrand zu, sondern blocken die Photosphäre generell ab, lassen dabei nur das rote Wasserstoffleuchten der Chromosphäre bei genau 656,28 Nanometer Wellenlänge durch und erlauben jederzeit einen Überblick über die gesamte Sonne oberhalb ihrer hellen »Oberfläche«.

Sonnenflecken treten hier gegenüber zahlreichen anderen Phänomenen zurück, bleiben aber lokalisierbar. Hinzu kommt eine Vielfalt von Erscheinungen, die unserer Sonne ein völlig anderes, viel komplexeres, dramatischeres Aussehen verleihen. Alles scheint in Aufruhr. Die Magnetfeldstrukturen zeichnen sich ins wogende Sonnenplasma, das chromosphärische Netzwerk spannt sich über den kochenden Globus, und gigantische Energieausbrüche werden jetzt deutlich sichtbar – jene Flares, wie sie jetzt zunehmend beobachtet werden. Hinzu kommen die charakteristischen Wasserstoff-Fontänen der Protuberanzen, die weit ins All hinaus schießen.

Am 16. Februar waren die Wetterbedingungen ausreichend, so dass ich die bereits im vorherigen Beitrag kurz angekündigten Aufnahmen unseres Sterns machen konnte. Nachdem das sehr engbandige Filter seine Temperatur erreicht und damit auch exakt in die richtige Wellenlänge »eingeparkt« war, ließ die Nachmittagssonne noch einige Serien von jeweils ein paar Tausend Bildern zu, aus denen jeweils ein Kompositbild entstand, um damit möglichst hoch aufgelöste und detailreiche Aufnahmen zu erhalten. Direkt nach Sonnenaufgang ist die Luft noch nicht stark erwärmt und ruhiger, die eigentlich ideale Zeit. Doch eben nur, wenn es nicht gerade bewölkt oder dunstig ist. Ganz klar! Oder eben nicht ... Immerhin aber lieferte der Nachmittag noch ausreichend gute Sichtverhältnisse, und so zeichneten sich die aktiven Regionen noch deutlich auf dem Chip ab.

Hier, im H-alpha-Licht, sind innerhalb der komplexen Magnetfelder großer Fleckengruppen von

Ein weiteres solares Aktivitätsgebiet, ebenfalls aufgenommen in H-alpha am 16. Februar 2011

Gebieten wie AR 1158 ausgedehnte chromosphärische Fackeln zu sehen, die auf ein stark verdichtetes Magnetfeld in der Photosphäre darunter hindeuten. Das Plasma bildet Büsche, Rosetten und kornähnliche Strukturen aus. Gewaltige kühlere Gasbögen liegen als ruhende Filamente über der brodelnden Landschaft. In den bipolaren Gruppen ist der Verlauf der Feldlinien hier deutlich zu sehen, zwischen den Flecken verlaufen die Linien oft fast gerade. Von den stärker ausgeprägten Flecken gehen über die übliche photosphärische Penumbrastruktur riesige Fibrillen aus, die radialstrahlig von den Zentren nach außen weisen und eine nur in diesem Licht sichtbare Superpenumbra schaffen. Und sehr plötzlich kommt es zu intensiven Helligkeitsausbrüchen, bei denen Sonneneruptionen mit der Gewalt von mehreren Hundert Millionen Nuklearbomben detonieren.

Während die aktiven Gebiete 1157 und 1158 allmählich weiter in die westliche Hemisphäre abrückten, um ihre Teilchenschauer gerade von hier aus großzügig in Erdrichtung zu verteilen, machten sich auf der östlichen Halbkugel neue Aktivitätsregionen bemerkbar. Am »Sonnenrand« zeigten sich im weißen Licht zahlreiche Flecken und photosphärische Fackeln. Neue Aktivitätsgebiete rotierten ins Bildfeld oder entstanden allmählich bereits in länger erdzugewandten Bereichen der Sonne.

Am 18. Februar war es wieder soweit: Ein Sonnenflare blitzte im Gebiet von AR 1161-1162 am

Ein beeindruckender Sonnenfleck am 23. September 2010

östlichen Sonnenrand auf und erreichte mit der Klasse M 6.6 den gleichen Wert wie sein Vorgänger vom Valentinstag. Koronale Massenauswürfe folgten dem Ereignis. Vielleicht gleich sogar zwei solcher Materieschwälle erreichten kurz darauf auch unseren Planeten und erzeugten hier einen geomagnetischen Sturm, der allerdings nur relativ schwach ausfiel – gerade einmal die niederste Stufe auf einer Fünferskala. Die Folgen: Schwankungen im Stromnetz, leichte Einflüsse auf Satelliten, möglicherweise auch eine Beeinflussung von Tieren auf Wanderung. Natürlich kommen einem dabei gleich auch wieder die ungewöhnlichen Massentiersterben Anfang des Jahres in den Sinn. Eine wirklich alle Vorfälle abdeckende logische Erklärung scheint hier bislang immer noch zu fehlen, trotz interessanter Ansätze. Auswirkungen geomagnetischer Veränderungen könnten vielleicht eine Rolle spielen, längerfristig betrachtet. Solare Vorgänge ebenfalls? Die steigende Sonnenaktivität? Tatsächlich wurden schon vor Jahrzehnten einige Untersuchungen durchgeführt, die einen Bezug zwischen solarer Aktivität und verändertem Tierverhalten herstellen. Bei einigen Arten bestehen demnach Zusammenhänge zwischen dem durchschnittlich elfjährigen Sonnenzyklus und der Fortpflanzung wie auch zeitweiliger Massenwanderungen. Diese Erkenntnisse sind allerdings nach wie vor umstritten.

Was die aktuellere Situation betrifft, so sind wir von starken solaren Einflüssen noch deutlich entfernt. Als im Januar jene Serie an Tiertoden stattfand, verhielt sich die Sonne ziemlich ruhig. Es gab einige Sonnenflecken, aus denen relativ moderate Flare-Ereignisse hervorgingen, einzig ein recht steter, deutlicher Sonnenwind umfing unseren Planeten und löste in höheren Breiten wiederholt Polarlichtaktivität aus. Im Februar stieg dann die Sonnenaktivität wieder merklich an und schien demonstrieren zu wollen, dass unser Stern jetzt doch tatsächlich aus dem so extrem tiefen Minimum erwacht.

In einer von der NASA einberufenen Medien-Telekonferenz diskutierten Sonnenphysiker am 2. März ein neues Modell, das die geringe Zahl von Sonnenflecken und generell dieses ausgeprägte


16. Februar 2011 - Wasserstoff-Fontänen bevölkern den Sonnenrand

Minimum erklären soll. Immerhin war es das extremste Minimum innerhalb von 100 Jahren! In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature vom 3. März 2011 berichten Forscher um den indischen Wissenschaftler Dibyendu Nandi über ihre Ergebnisse. Demnach begann die Misere bereits Ende der 1990er-Jahre im 23. Zyklus. Damals nahm die Geschwindigkeit der meridionalen Plasmaströme der Sonne zu – das »Große Förderband« lief schneller. Es transportiert Sonnenplasma und Magnetfeldreste aufgelöster Sonnenflecken zu den solaren Polen. Dort taucht der Strom nach unten, um in 300 000 Kilometer Tiefe in einer Art »Verstärkungszone« durch den Sonnendynamo gleichsam reanimiert zu werden. Schließlich tauchen neue Flecken auf und der nächste Zyklus setzt ein. Durch den beschleunigten Ablauf verblieben die Fleckenrelikte nicht lange genug in der Reanimierungszone, also kam auch nicht viel Neues zum Vorschein. Selbst, nachdem sich das Förderband in den Jahren nach 2000 wieder einbremste, war schon viel Schaden entstanden. Es war nichts da, um reanimiert zu werden. Dadurch, so die neue Theorie, kam es dann zum längsten Minimum des Jahrhunderts. Was die

Weißlichtaufnahme des östlichen Sonnenrandes am 16. Februar 2011 kurz vor Sonnenuntergang

Beschleunigung des Great Conveyor Belt verursachte, bleibt rätselhaft. Wie weit die neue Studie die Vorgänge erklärt, wird sicherlich Gegenstand künftiger Diskussionen sein. Mittlerweile normalisiert sich die Situation und somit das Bild auf der Sonne. Die Flecken beginnen zurückzukehren.

In der zweiten Monatshälfte verhielt sich die Sonne zwar wieder relativ ruhig, doch zeigte sich bald ein weiterer, an sich unscheinbar wirkender Sonnenfleck als sichtbare »Markierung« der aktiven Region 1163, die am 24. Februar ein neues Flare-Ereignis der Mittelklasse auslöste und Materie weit ins All hinausschleuderte. Auch die jetzt dominierende Region AR 1164 verfügt über ein komplexes Beta-Gamma-Feld mit dem energetischen Potenzial, neue M-Flares zu erzeugen. Insgesamt nehmen solche Ereignisse jetzt zu. Die Sonnenüberwachung wird immer interessanter – und auch immer bedeutsamer. In den Morgenstunden des 1. März traf eine neue Sonnenwind-Böe auf das Erdmagnetfeld und löste einen zunächst leichten geomagnetischen Sturm aus. Die Intensität nahm dann im Lauf des Tages zu. Aus Nordeuropa treffen derzeit Berichte über beeindruckende Polarlichter ein. Sie zählen wohl mit zum Schönsten, was die Natur an den Himmel zaubern kann.

 

 

Alle Aufnahmen © Andreas v. Rétyi

 

 

 


 

 

 

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