Seitlicher Blick von der Parker Solar Probe

Videocredit: NASA, JHUAPL, Naval-Forschungslabor, Parker Solar Probe; Bearbeitung: Avi Solomon; h/t: Richard Petarius III; Musik: Beethovens 7. Sinfonie, Zweiter Satz; Musik-Credit: Wikimedia Commons

Was passiert in der Nähe der Sonne? Um das herauszufinden, hat die NASA die robotische Parker Solar Probe (PSP) zu Sonne gesandt. Sie soll vor allem die Regionen nah an der Sonne erforschen. Der schleifenförmige Orbit der PSP bringt die Sonde alle paar Monate bei jedem Umlauf näher an die Sonne.

Das hier gezeigte Zeitraffervideo vom letzten Jahr zeigt den Blick hinter dem Sonnenschild von PSP seitwärts. Da war die Sonde bereits innerhalb der Merkur-Bahn. Die Weitwinkelkamera namens Wide Field Imager for Solar Probe (WISPR) von PSP hat über elf Tage lang Aufnahmen gemacht. Diese wurden digital zu einem einminütigen Video verkürzt. Das Wehen der Sonnen-Korona ist deutlich erkennbar, besonders als koronaler Massenauswurf, während durch die Umlaufbahn der Sonde im Hintergrund Sterne, Planeten und sogar das Zentralband der Milchstraße vorüber ziehen.

Einige Ergebnisse der PSP-Sonde sind, dass die unmittelbare Umgebung der Sonne überraschend komplex ist. Es werden auch so genannte „Switchbacks“ beobachtet, also Umschaltvorgänge, bei denen sich das Magnetfeld der Sonne kurz umkehrt.

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Die Sonne umkreisen

In der Mitte ragt ein Baumstamm hoch, dessen Äste abgesägt sind. Um seine Spitze verläuft ein 22-Grad-Halo, die Sonne ist vom Baumstamm abgeschirmt. Der Himmel ist von Zirren überzogen.

Bildcredit und Bildrechte: Radoslav Zboran

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist kein Kreis, sondern eine Ellipse. Der Punkt auf der elliptischen Umlaufbahn, an dem unser schöner Planet der Sonne am nächsten ist, wird Perihel genannt. In diesem Jahr war das Perihel am 2. Januar um 01:00 UTC, wobei die Erde der Sonne ca. 4,8 Millionen Kilometer näher war als beim Aphel (am 6. Juli letzten Jahres), dem am weitesten entfernten Punkt ihrer elliptischen Umlaufbahn.

Natürlich bestimmt die Entfernung von der Sonne nicht die Jahreszeiten und auch nicht die Größe der Sonnenhalos. Dieser wunderschöne Eishalo, der besser zu sehen ist, wenn die Sonne hinter einem hohen Baumstamm verborgen ist, bildet einen 22 Grad breiten Kreis um die Sonne und wurde bei einem Spaziergang in der Nähe von Heroldstatt, Deutschland, aufgenommen. Der 22-Grad-Winkeldurchmesser des Sonnenhalos wird durch die sechseckige Geometrie von Wassereiskristallen bestimmt, die hoch in der Erdatmosphäre treiben.

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183 Tage Sonne

Das Bild zeigt Sonnenspuren im Laufe eines Jahres.

Bildcredit und Bildrechte: José Zarcos Palma

Aus einer einzigen 183-tägigen Belichtung mit einer Lochkamera und Fotopapier entstand diese Langzeit-Solargraphie. Aufgenommen von Sonnenwende zu Sonnenwende (engl. solstice), vom 21. Juni bis zum 21. Dezember 2022, folgt es dem täglichen Weg der Sonne über dem Himmel der Erde von Mertola, Portugal aus.

Am 21. Juni stellt der höchste Punkt und der längste Bogen der Sonne den längsten Tag und den astronomischen Beginn des Sommers in der nördlichen Hemisphäre dar. Das Datum der Sonnenwende mit den wenigsten Tageslichtstunden ist der Beginn des Winters im Norden und entspricht dem kürzesten und niedrigsten Bogen der Sonne in der Solargraphie 2022.

Im Jahr 2023 war die nördliche Wintersonnenwende am 22. Dezember um 3:27 UTC. Das ist der 21. Dezember für die nordamerikanischen Zeitzonen.

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Eishalos über Bayern

In der Ferne steht ein Gebäude auf weißem Schnee mit Bergen im Hintergrund. Darüber ist ein Himmel voller Eiskristalle. Der Nachthimmel wird von zahlreichen geschwungenen Eiskristallen überlagert, die das Mondlicht im Hintergrund reflektieren.

Bildcredit und Bildrechte: Bastian Werner

Wie entstehen diese ungewöhnlichen Himmelsbögen? Durch Eiskristalle. Als der Fotograf Anfang des Monats in der Nähe von Füssen in Bayern ein frisch verschneites Feld überquerte, merkte er, dass er in einen Eisnebel geraten war. Damit verdunstetes Wasser zu einem Eisnebel gefriert, müssen die Temperaturen ziemlich tief sein. Tatsächlich wurde an diesem Tag eine Lufttemperatur weit unter Null gemessen.

Der Eisnebel reflektierte das Licht der Sonne, die hinter der Colomanskirche unterging. Das Ergebnis war eines der schönsten Schauspiele, die der Fotograf je gesehen hatte. Die Punkte im Bild sind keine Sterne im Hintergrund, sondern schwebendes Eis und Schnee.

Als nächstes seht ihr zwei markante Eishalos, einen 22-Grad-Halo und einen 46-GradHalo. Weiters seht ihr mehrere Bögen, unter anderem – von oben nach unten – einen Gegensonnenbogen, einen Zirkumzenitalbogen, einen Parrybogen, ein Tangentenbogen und ein Horizontalkreis (waagrecht).

Die ballonförmige Kurve, die den obersten Bogen mit der Sonne verbindet, ist die seltenste von allen: Es ist ein Sonnenbogen, der durch Reflexion an den Seiten von waagrecht ausgerichteten, sechseckigen Eiskristallen entsteht.

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Sonnenminimum versus Sonnenmaximum

Videocredit: NASA, SDO, SVS

Die Oberfläche unserer Sonne ist ständig in Bewegung. In manchen Jahren ist sie ruhig und zeigt relativ wenige Sonnenflecken und aktive Regionen. In anderen Jahren ist sie aufgewühlt, weist viele Sonnenflecken auf und wirft häufig KMAs und Sonneneruptionen aus.

Die Oberfläche unserer Sonne durchläuft in Reaktion auf Magnetismus alle 11 Jahre relativ ruhige Phasen, sogenannte Sonnenminima, und alternierend dazu relativ unruhige Phasen, sogenannte Sonnenmaxima.

Das Video zeigt links einen Monat Ende 2019, als die Sonne nahe einem Sonnenminimum war, und rechts einen Monat im Jahr 2014 nahe einem Sonnenmaximum. Die Aufnahmen im fernen Ultraviolettlicht stammen vom Solar Dynamic Observatory (SDO) der NASA.

Unsere Sonne nähert sich bis 2025 wieder einem Sonnenmaximum, zeigt aber schon jetzt eine Oberfläche mit überraschend viel Aktivität.

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Raumstation, Protuberanzen, Sonne

Im unteren Teil des Bildes ist die Sonne orangefarben dargestellt, man sieht ihre Struktur, der obere Rand ist hell, es steigen Protuberanzen auf. Vor der Sonne ist die dunkle Silhouette der Internationalen Raumstation ISS. Rechts oben in einem Bildeinschub die Crew-Dragon-Kapsel markiert.

Bildcredit und Bildrechte: Mehmet Ergün

Das ist kein Sonnenfleck, sondern die Internationale Weltraumstation (ISS), die gerade vor der Sonne vorbeifliegt.

Sonnenflecken bestehen aus der dunklen, zentralen Umbra (Kernschatten), die von der helleren Penumbra (Halbschatten) umgeben ist – ohne eine angedockte Dragon-Raumkapsel. Im Gegensatz dazu ist die ISS ein komplexer Mechanismus. Sie ist eines der größten und kompliziertesten Raumfahrzeuge, das je von Menschen gemacht wurden. Sonnenflecken umrunden die Sonne, während sich die ISS in einer Umlaufbahn um die Erde befindet.

Ein Transit der ISS vor der Sonne ist nicht so ungewöhnlich, denn ein Orbit um die Erde dauert nur 90 Minuten. Aber nur selten gelingt es, die Ausrüstung genau zur rechten Zeit an den rechten Ort zu bringen um ein großartiges Bild zu schießen.

Für das hier gezeigte Bild wurden drei Fotos kombiniert, alle 2021 vom gleichen Ort und fast zur selben Zeit aufgenommen. Ein Foto – überbelichtet – zeigt die schwachen Protuberanzen am oberen Rand der Sonne. Ein weiteres Foto – unterbelichtet – hebt die komplexen Muster der Chromosphäre der Sonne hervor, während das dritte Foto – das schwierigste von allen – die Raumstation einfängt, wie sie im Bruchteil einer Sekunde über die Sonnenscheibe fliegt. Bei genauer Betrachtung der Silhouette der Raumstation ist sogar die angedockte Crew-Dragon-Kapsel zu erkennen.

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Nur 60 Sekunden: Ein Sonnenuntergang mit grünem Blitz

Videocredit und Bildrechte: Tengyu Cai

Nach 60 Sekunden wird diese untergehende Sonne grün. Eigentlich erscheint der obere Teil der Sonne schon zu Beginn nicht nur grün, sondern auch wellig – ebenso wie alle Ränder.

Die Sonne bleibt natürlich unverändert – beide Effekte entstehen, indem man durch heiße und kalte Schichten in der Erdatmosphäre blickt. Die ungewöhnliche Farbe ist als grüner Blitz bekannt. Sie tritt auf, weil die unterschiedlichen Schichten in der Atmosphäre nicht nur die Hintergrundbilder verschieben, sondern auch Farben in leicht unterschiedliche Richtungen streuen, ähnlich wie ein Prisma.

Dieses Video wurde zu Beginn des Monats vor der Küste von Hawaii in den USA gefilmt. Nach 60 Sekunden schwebt der obere Teil der Sonne am Ende des Videos scheinbar alleine im Raum, er wird nicht nur grün, sondern sogar blau. Dann schrumpft die Sonne plötzlich scheinbar zu einem Nichts – und kehrt am nächsten Tag wieder.

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Sonnenaufgang am Sunset Point

Im Bryce Canyon geht am Horizont links neben der Mitte die Sonne auf. Am dunkelblauen Himmel verläuft diagonal die Sonne, die zunehmend vom Mond verdeckt wird und dann wieder hervorkommt.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Ratcliffe

Diese Zeitrafferserie wurde am 14. Oktober aufgenommen. Sie zeigt den Sonnenaufgang am Sunset Point im Bryce Canyon auf dem Planeten Erde. An diesem Tag holte am Morgenhimmel über der Schlucht der Neumond die Sonne ein. Die lokalen Temperaturen sanken, als der Mondschatten hoch oben über die Szene zog. Das Licht der gleißenden Morgensonne warf einen stark gelblichen Farbton auf die rötliche, felsige Landschaft.

Für die Zeitrafferserie wurden in Abständen von zwei Minuten Bilder fotografiert. Kamera und Sonnenfilter wurden auf einem Stativ montiert und folgten den Phasen der ringförmigen Sonnenfinsternis.

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