Helle Flecken in der Korona als Schlüssel zur Sonnenaktivität

Der elfjährige Sonnenfleckenzyklus entsteht aus der Überlagerung zweier magnetischer Prozesse im Inneren der Sonne. Das zeigt die Bewegung so genannter „Brightspots“ in der Sonnenkorona. Diese im UV- und Röntgenbereich hell leuchtenden Flecken sind an magnetische Regionen unter der Sonnenoberfläche gekoppelt und erlauben so Rückschlüsse auf den Antriebsmechanismus der Sonnenaktivität. Die Wissenschaftler berichten im Fachblatt „Astrophysical Journal“, wie magnetische Bänder in hohen Breiten entstehen, zum Äquator der Sonne wandern und sich dort auflösen.

„Sonnenflecken waren bislang der wichtigste Indikator der Sonnenaktivität“, sagt Scott McIntosh von National Center for Atmospheric Research in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. „Doch bislang verstehen wir weder die Entstehung der Sonnenflecken noch ihre Wanderung.“ Im Rahmen eines elfjährigen Sonnenzyklus entstehen die ersten Sonnenflecken in einer heliografischen Breite von dreißig Grad und verlagert sich im Lauf des Zyklus zum Äquator. Die magnetische Polarität der Flecken ist auf der Nord- und Südhalbkugel entgegengesetzt und wechselt von Zyklus zu Zyklus.

McIntosh und seine Kollegen waren bei ihren Beobachtungen darauf gestoßen, dass sich die Brightspots der Sonnenkorona über sogenannten g-Knoten, großen magnetischen Wirbeln, auf der Sonnenoberfläche befinden. Sie konnten die hellen Regionen daher als Markierungen nutzen, um die Bewegung der g-Knoten zu untersuchen. Dabei griffen die Forscher unter anderem auf Archivdaten des europäisch-amerikanischen Sonnenobservatoriums SOHO zurück. Es zeigte sich, dass es auf jeder Hemisphäre zumeist zwei Bänder solcher magnetischer Wirbel gibt, die im Lauf der Zeit zum Äquator wandern. Treffen zwei dieser Bänder am Äquator aufeinander, so lösen sie sich unter starker Aktivität auf – dies koinzidiert mit dem Maximum eines Sonnenzyklus. In einer Breite von 55 Grad entstehen dann neue Bänder, die beiden noch bestehenden zeigen schließlich auf einer Breite von dreißig Grad die ersten Flecken.

Es sind also, so McIntosh und seine Kollegen, zwei Zeitskalen, die eine Rolle spielen: einerseits die Migrationszeit der Bänder von der Entstehungszone zum Äquator, das sind 16 bis 21 Jahre; andererseits die Entstehungszeit eines neuen Bands in höheren Breiten. Dieses neue Band treibt das aktuelle Aktivitätsband gewissermaßen in elf Jahren zum Äquator. Nun muss sich zeigen, ob diese Interpretation der Beobachtungen korrekt ist. McIntosh und seine Kollegen sagen auf Basis ihres Modells voraus, dass das nächste Aktivitätsminimum der Sonne in der zweiten Hälfte von 2017 eintritt und die ersten Flecken des neuen Zyklus Ende 2019 erscheinen.