Riesige Strömungszellen auf der Sonne

Auf der Oberfläche der Sonne gibt es riesige Strömungszellen, die über Monate hinweg bestehen bleiben können. Das zeigen Beobachtungen mit dem im Weltall stationierten Solar Dynamics Observatory (SDO). Die Superzellen sind mit einem typischen Durchmesser von 200 000 Kilometern 15-mal so groß wie die Erde. Die Messungen zeigen, dass die Drehbewegung der Zellen die schnelle Rotation der Sonne am Äquator antreibt, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.

Bewegung der Supergranulen auf der Sonne

„Im äußeren Drittel der Sonne transportiert Konvektion – also das Aufsteigen heißer und Absinken kühlerer Materie – die Energie aus dem Inneren an die Oberfläche“, erläutern David Hathaway vom Marshall Space Flight Center der NASA und seine Kollegen. Schon die ersten Beobachtungen der Sonne mit Fernrohren haben eine feinkörnige Struktur der Oberfläche gezeigt, die sogenannte Granulation. In den etwa tausend Kilometer großen Granulen steigt die heiße Materie auf. Die Granulation ist einer ständigen Veränderung unterworfen, einzelne Zellen haben eine typische Lebensdauer von zehn  Minuten.

Beobachtungen in den späten 1950er- und frühen 1960er-Jahren zeigten, dass die Granulen größere Zellen, Supergranulen genannt, bilden. Diese sind 30 000 Kilometer groß und besitzen eine Lebensdauer von etwa einem Tag. Theoretische Überlegungen führten bereits 1968 zur Vorhersage der Existenz noch größerer Strömungsstrukturen auf der Sonne: 200 000 Kilometer große Riesenzellen mit einer Lebensdauer von etwa einem Monat. Doch trotz vieler Versuche gelang es bislang nicht, diese Riesenzellen eindeutig nachzuweisen.

Hathaway und seinen Kollegen ist nun genau das gelungen. Mit einem speziellen Messgerät an Bord des SDO, dem Helioseismic and Magnetic Imager, konnten die Wissenschaftler die Bewegung von Supergranulen über einen langen Zeitraum hinweg messen. Dabei stießen sie auf beständige, großräumige Strömungsmuster, die auf der Nordhälfte der Sonne im Uhrzeigersinn und auf der Südseite gegen den Uhrzeigersinn drehen. Diese Zellen, die über Monate hinweg stabil sind, transportieren durch ihre Rotation Drehimpuls in Richtung Äquator. Damit liefern sie auch eine Erklärung dafür, dass die Sonne am Äquator schneller rotiert als in höheren Breiten.