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Sonnenfleckenzyklus: Können sich Sonnenflecken umpolen?

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In Sterne und Weltraum 7/2019, S. 65 konnte man in der Rubrik »Sonne aktuell« eine interessante Erläuterung zu Sonnenflecken und der Zuordnung zum auslaufenden 24. oder kommenden 25. Sonnenfleckenzyklus lesen. Sehr schön wurde erklärt, dass im 24. Sonnenfleckenzyklus in den Magnetogrammen des SDO-Observatoriums die nördlichen Sonnenfleckengruppen in ihrem westlichen Teil dunkel und im östlichen hell erscheinen (das heißt in den Bildern rechts dunkel und links hell). Damals schrieb Redakteur Klaus-Peter Schröder: »Wäre also im April [2019] eine Gruppe des neuen Zyklus auf der Nordhalbkugel aufgetreten, dann hätte ihre östliche Hälfte im Magnetogramm dunkel, die westliche Hälfte hell erscheinen müssen. Tatsächlich gehörten alle in diesem Monat gesichteten Fleckengruppen dem alten Zyklus an.« Nun meine Frage: Ich habe in jenem Zeitraum mehrmals die Sonne fotografiert und mir die Magnetogramme von SDO auch angesehen. Bei dem Sonnenfleck AR 12738 (siehe auch mein Foto in Heft 7/2019, S. 65) hat sich die Polarität zu meiner Überraschung umgekehrt, etwa am 13. oder 14. April 2019! Ich habe mal zwei meiner Fotos mit den betreffenden Magnetogrammen zusammenmontiert sowie ein weiteres Magnetogramm einige Tage später (siehe Bilder unten). Gab es hier etwa eine Vermischung des 24. und 25. Sonnenfleckenzyklus? Die Umkehrung der Polarität ist beim Sonnenfleck deutlich zu sehen, bei den auch vorhandenen Fackelgebieten ist dagegen keine Umkehrung feststellbar.
Olaf Dieme, Bochum

Zunächst einmal freut es uns ungemein, dass Herr Dieme die damalige Anregung von Klaus-Peter Schröder mit den Magnetogrammen angenommen und das Internetangebot des SDO nun intensiv zur Erweiterung der eigenen Sonnenbeobachtungen genutzt hat.

Der aufmerksame Blick von Herrn Dieme hat allerdings keine Umkehrung des Magnetfelds entdeckt, sondern einen verzwickten geometrischen Effekt, der durch die Rotation der Sonne hervorgerufen wird. Er entsteht dadurch, dass sich die Magnetfeldlinien im Sonnenfleck und oberhalb davon stark nach der Seite krümmen und wie die Haare eines Rasierpinsels auffächern. Flecken, die nahe am Rand der Sonnenscheibe stehen, werden von uns sehr schräg gesehen (siehe Grafik). Deshalb zeigen die Magnetfeldlinien am jeweils von uns abgewandten Rand des Flecks von der Erde weg, obwohl sie – wie das gesamte Feld des Flecks – aus der Sonne heraus nach oben zeigen. Und dadurch wiederum erhalten sie im Magnetogramm die gegenteilige Färbung des restlichen Flecks. Genau dieser Effekt war es übrigens, der den Astronomen die »Pinselform« des Felds zeigte, bevor die physikalische Ursache dieser Form verstanden wurde.

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Sonnenflecken | Obere Zeile: Sonnenfotos von Olaf Dieme. Mittlere Zeile: Das Satellitenobservatorium SDO nahm gleichzeitig Magnetfeldkarten der Sonnenoberfläche auf. In den weißen Bereichen zeigt das Magnetfeld von SDO – und damit von der Erde – weg, in den schwarzen Bereichen auf SDO zu. In den grauen Arealen ist das Magnetfeld schwach. Untere Zeile: So sehen die zugehörigen Geometrien des Magnetfelds im Fleck im Querschnitt aus. Die Richtung zur Erde ist oben. Die weiß markierten Teile des Magnetfelds weisen von der Erde weg. Sie erklären die schmalen weißen Zonen in den SDO-Magnetogrammen des Flecks.

Die Fleckengruppe insgesamt hat während der ganzen Zeit ihre Polarität beibehalten: Der eine Pol der Gruppe wird durch den schwarzen Sonnenfleck rechts dargestellt und der andere durch das weiße Fackelfeld links. Dieses hat keinen richtigen Sonnenfleck erzeugt und zeigt deshalb auch nicht den Pinsel-Effekt.

Gemäß ihrer Polarität (links hell, rechts dunkel) und ihrer heliografischen Breite gehört die Fleckengruppe also zum alten Fleckenzyklus Nummer 24.

August 2020

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum August 2020

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