Die Sonne im Rhythmus
Das Magnetfeld der Sonne ähnelt dem eines normalen Magneten: Es hat einen Nord- und einen Südpol, und die magnetischen Feldlinien erstrecken sich weit über die Oberfläche hinaus bis in den interplanetaren Raum.
Ursache für das Magnetfeld der Sonne ist die Bewegung elektrisch geladener Teilchen im Inneren des Sterns, die sogenannten Turbulenzen in der Sonne erzeugen.
Diese Turbulenzen, kombiniert mit der Rotation der Sonne, erzeugen ein komplexes Magnetfeld, das sich über einen Zeitraum von etwa 11 Jahren umkehrt – das bedeutet, der Nordpol wird zum Südpol und der Südpol zum Nordpol.
Diese Umkehrung des Magnetfelds ist der zentrale Bestandteil des Sonnenzyklus. Sie ist jedoch ein chaotischer Prozess, da die magnetischen Felder der Sonne nicht gleichmäßig umkehren.
Stattdessen verläuft der Vorgang in mehreren Phasen, die zu intensiven Sonnenaktivitäten führen, wie Sonnenflares und koronalen Massenauswürfen (CMEs).
Die Rolle der Sonnenflecken
Die Aktivität der Sonne ist eng mit den sogenannten Sonnenflecken verbunden, die in den verschiedenen Phasen des Sonnenzyklus auftreten.
Sonnenflecken sind dunkle, magnetisch aktive Regionen auf der Sonnenoberfläche, die durch starke magnetische Felder entstehen. Sie sind in der Regel kälter als die Umgebung und daher dunkler. Während des Zyklus nimmt die Anzahl der Sonnenflecken zu, erreicht ihren Höhepunkt und nimmt dann wieder ab.
Sonnenflecken sind nicht nur ein Indikator für die Sonnenaktivität, sondern auch für die Stärke des Magnetfelds der Sonne. Ein Zyklus beginnt mit wenigen Sonnenflecken, aber gegen das Sonnenmaximum – das Ende des Zyklus – können auf der Sonnenoberfläche bis zu tausend Sonnenflecken sichtbar werden. Dies ist ein Hinweis auf die zunehmende magnetische Aktivität der Sonne.
Koronale Massenauswürfe und Sonnenflares
Im Verlauf des Sonnenzyklus wird die Sonne zunehmend aktiver, was zu einer verstärkten Emission von elektromagnetischer Strahlung und geladenen Partikeln führt. Besonders stark ist diese Aktivität bei Sonnenflares und koronalen Massenauswürfen.
Sonnenflares sind explosive Ereignisse auf der Sonnenoberfläche, bei denen große Mengen an elektromagnetischer Strahlung, einschließlich Röntgenstrahlung und ultraviolettem Licht, freigesetzt werden.
Koronale Massenauswürfe (CMEs) sind riesige Ausbrüche von Plasma, die von der Korona der Sonne, der äußeren Atmosphäre des Sterns, in den Weltraum geschleudert werden. Diese Ausbrüche können mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3.000 Kilometern pro Sekunde die Erde erreichen und dabei das Magnetfeld unseres Planeten beeinflussen. Bei besonders starken CMEs kann dies zu geomagnetischen Stürmen führen, die Satelliten beschädigen, Navigationssysteme stören und in extremen Fällen sogar Stromausfälle verursachen können.
Was auf der Sonne passiert, bleibt nicht auf der Sonne. Ihr Zyklus hat spürbare Folgen – vom Polarlicht bis hin zu Störungen im Funkverkehr. Klick aufs Bild macht es größer.Folgen für die Erde
Die von der Sonne freigesetzte Energie hat nicht nur Auswirkungen auf die Sonne selbst, sondern beeinflusst auch das sogenannte Weltraumwetter.
Dramatisch sind die Auswirkungen von CMEs, die die Magnetosphäre der Erde stören können. Diese geomagnetischen Stürme entstehen, wenn das Magnetfeld der Erde durch die einströmenden geladene Partikel verzerrt wird.
Eine faszinierende Konsequenz der Sonnenaktivität sind die Polarlichter – auch bekannt als Nord- und Südlichter. Diese entstehen, wenn geladene Teilchen in den Polarregionen mit der Erdatmosphäre kollidieren und spektakuläre Lichterscheinungen erzeugen. Diese Lichtphänomene sind ein direkter Hinweis auf die Auswirkungen des Sonnenwinds auf die Erde.
Ein weiteres Ergebnis der Sonnenaktivität ist die Störung der Funkkommunikation, da die elektromagnetische Strahlung von Sonnenflares die Ionosphäre beeinflusst – die elektrisch geladene Schicht der oberen Atmosphäre. Diese Störungen können die Funksignale über weite Entfernungen hinweg beeinträchtigen und insbesondere für Satellitenkommunikation und den Flugverkehr problematisch werden.
Dauer und Schwankungen
Der Sonnenzyklus dauert im Durchschnitt etwa 11 Jahre. Dieser Zeitraum kann jedoch variieren, da der Zyklus nicht exakt regelmäßig ist. Die durchschnittliche Dauer liegt bei 11,04 Jahren, doch es gibt auch Zyklen, die nur 9 Jahre dauern, und solche, die bis zu 14 Jahre lang sind. Zudem zeigt sich eine Schwankung über die Jahrhunderte: Die Zyklen des 20. Jahrhunderts waren im Durchschnitt kürzer, mit 10,2 Jahren im Vergleich zu den Zyklen im 18. und 19. Jahrhundert.
Der Sonnenzyklus hat daher nicht nur Auswirkungen auf die Sonnenaktivität, sondern auch auf die Intensität von Sonnenflecken und anderen Sonnenphänomenen. Während eines Zyklus gibt es Phasen erhöhter Aktivität, die zu intensiven Sonneneruptionen führen, und ruhigere Perioden, in denen die Sonnenaktivität gering ist.
Die Ursache für diese Schwankungen wird noch erforscht, doch es wird angenommen, dass sie mit den komplexen Bewegungen von geladenen Teilchen im Inneren der Sonne zusammenhängen.
Der Sonnenzyklus 25
Wir befinden uns derzeit im Sonnenzyklus 25, der im Dezember 2019 begann. Der Höhepunkt der Sonnenaktivität wird für das Jahr 2025 erwartet, wenn die Anzahl der Sonnenflecken ihren höchsten Wert erreichen wird.
Der vorherige Zyklus, Sonnenzyklus 24, war mit einer Dauer von 11 Jahren und einer durchschnittlich niedrigen Intensität der Sonnenaktivität bemerkenswert. Mit einer der geringsten Sonnenaktivitäten seit Beginn der regelmäßigen Aufzeichnungen war er eine der ruhigeren Phasen der Sonne seit der Einführung der modernen Sonnenbeobachtungen im Jahr 1755.
Die niedrige Aktivität von Sonnenzyklus 24 hat die Wissenschaftler dazu angeregt, die Ursachen für solche Schwankungen zu untersuchen, da sie potenziell Auswirkungen auf die langfristige Sonnenaktivität und damit auf das Weltraumwetter haben könnte.
Dies ist ein vertiefender Ergänzungsbeitrag zu:
Polarblick auf die Sonne
©Introbild: ESA/NASA
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