Sonnenflecken und der Sonnenzyklus: Vom Minimum zum Maximum

Sonnenflecken auf der Sonnenoberfläche — *Ansicht einer sehr großen Gruppe von Sonnenflecken vom Solar Dynamics Observatory der NASA im Oktober 2014. Bildnachweis: NASA*

Der 11-jährige Sonnenzyklus

Die Sonne folgt einem Zyklus magnetischer Aktivität von etwa 11 Jahren, der durch Schwankungen in der Anzahl der Sonnenflecken gekennzeichnet ist. Diese von Galileo im Jahr 1610 entdeckten Flecken erscheinen aufgrund ihrer niedrigeren Temperatur (etwa 3800 K im Vergleich zu 5800 K in der umgebenden Photosphäre) als dunkle Bereiche auf der Sonnenoberfläche.

Magnetischer Ursprung von Sonnenflecken

Entstehung magnetischer Flüsse

Sonnenflecken entstehen, wenn intensive magnetische Flüsse aus dem Inneren der Sonne austreten und die Photosphäre, die sichtbare Schicht unseres Sterns, durchdringen. Diese Magnetfelder hemmen lokal die Konvektion, wodurch der Wärmetransport zur Oberfläche verringert wird. Dadurch sinkt die Temperatur in diesen Regionen im Vergleich zur umgebenden Photosphäre um etwa 1500 K, wodurch sie sichtbar dunkler werden.

Die Rolle des Solardynamos

Der Mechanismus hinter dieser Entstehung hängt mit dem Sonnendynamo zusammen, einem komplexen Prozess, der durch die unterschiedliche Rotation der Sonne und die turbulenten Bewegungen des Plasmas in ihrer Konvektionszone erzeugt wird. Magnetische Feldlinien kräuseln sich, verdrehen sich und verbinden sich schließlich wieder oder steigen über die Oberfläche und bilden koronale Schleifen und Sonnenflecken.

Alle 11 Jahre eine magnetische Umkehrung

Ungefähr alle 11 Jahre kehrt sich das Magnetfeld der Sonne vollständig um: Der Nordpol wird zum Südpol und umgekehrt. Diese Inversion markiert den Übergang zwischen zwei Zyklen und erklärt den allmählichen Anstieg der Sonnenaktivität in Richtung eines Maximums (zahlreiche Flecken, häufige Flares, koronale Massenauswürfe), gefolgt von einer Rückkehr zum Minimum (wenige oder keine Sonnenflecken, geringe Aktivität).

Magnetfeldstärke

Die Dichte des Magnetfelds in einem Sonnenfleck kann bis zu \(\sim 0,3\,\text{Tesla}\) erreichen und ist damit mehrere tausend Mal größer als das Erdmagnetfeld. Diese magnetischen Strukturen sind oft bipolar, mit Nord- und Südpolarität, was ihren Ursprung in Magnetflussröhren verdeutlicht.

Tabelle der Sonnenzyklen seit Beginn der Beobachtungen

Geschichte der 25 Sonnenzyklen
Zyklus	Zeitraum	Maximale Anzahl an Plätzen	Dauer (Jahre)
Zyklus 1	1755-1766	86,5	11.3
Zyklus 2	1766-1775	115,8	9.0
Zyklus 3	1775-1784	158,5	9.3
Zyklus 4	1784-1798	141.2	13.6
Zyklus 5	1798-1810	49.2	12.2
Zyklus 6	1810-1823	48,7	12.8
Zyklus 7	1823-1833	71,5	10.5
Zyklus 8	1833-1843	146,9	9.8
Zyklus 9	1843-1855	131,6	12.4
Zyklus 10	1855-1867	97,9	11.3
Zyklus 11	1867-1878	140,5	11.8
Zyklus 12	1878-1890	74,6	11.3
Zyklus 13	1890-1902	87,9	11.8
Zyklus 14	1902-1913	64.2	11.5
Zyklus 15	1913-1923	105.4	10.0
Zyklus 16	1923-1933	78.1	10.1
Zyklus 17	1933-1944	119.2	10.4
Zyklus 18	1944-1954	151,8	10.2
Zyklus 19	1954-1964	201.3	10.5
Zyklus 20	1964-1976	110.6	11.4
Zyklus 21	1976-1986	164,5	10.3
Zyklus 22	1986-1996	158,5	9.7
Zyklus 23	1996-2008	120,8	12.3
Zyklus 24	2008-2019	116,4	11.0
Zyklus 25	2019–2030 (vorhergesagt)	115 (geschätzt)	11 (geschätzt)

Quelle:SILSO Sonnenfleckenindex und langfristige Sonnenbeobachtungen (neues Fenster)UndNASA-Sonnenphysik (neues Fenster).