Perihel und Aphel

Vergleich zwischen dem scheinbaren Durchmesser der Sonne zum Perihel (Sonnennähe) und Aphel (Sonnenferne).

Bildcredit und Bildrechte: Richard Jaworski

Beschreibung: Am 5. Juli 2021 erreichte die Erde das Aphel 2021, das ist der sonnenfernste Punkt auf ihrer elliptischen Bahn. Natürlich beeinflusst die Entfernung der Erde von der Sonne nicht die Jahreszeiten. Diese sind abhängig von der Neigung der Rotationsachse der Erde, daher ist im Juli auf der Nordhalbkugel immer noch Sommer und auf der Südhalbkugel Winter.

Doch es bedeutet, dass am 5. Juli die Sonne – vom Planeten Erde aus betrachtet – ihre kleinste scheinbare Größe hatte. Dieses Komposit vergleicht zwei Bilder der Sonne, die mit demselben Teleskop und derselben Kamera fotografiert wurden. Die linke Hälfte entstand nahe dem Perihel 2021 (2. Januar), dem sonnennächsten Punkt auf der Erdbahn. Das rechte Bild wurde kurz vor dem Aphel 2021 fotografiert.

Der Unterschied des scheinbaren Durchmessers der Sonne zwischen Perihel und Aphel ist normalerweise schwierig zu erkennen, da er nur etwas mehr als 3 Prozent beträgt.

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AR2835: Inseln in der Photosphäre

Die Aktiven Region AR2835 ist die größte Aktive Region, die derzeit die Sonne kreuzt.

Bildcredit und Bildrechte: Michael Teoh, Heng-Ee-Observatorium, Penang, Malaysia

Beschreibung: Sonnenflecken sind dunkle Inseln in der Photosphäre – das ist die helle Oberfläche der Sonne. Diese Flecken sind so groß wie Planeten, sie schwimmen in einem Meer aus leuchtendem Plasma und sind an starken Magnetfeldern verankert. Sonnenflecken befinden sich in aktiven Sonnenregionen. Sie wirken nur deshalb dunkel, weil sie etwas kühler sind, ihre Temperatur beträgt etwa 4000 Kelvin. Im Vergleich dazu herrschen auf der umgebenden Sonnenoberfläche Temperaturen von 6000 Kelvin.

Diese Sonnenflecken liegen in der Aktiven Region AR2835. Es ist die größte Aktive Region, die derzeit die Sonne kreuzt. Diese scharfe Teleskop-Nahaufnahme vom 1. Juli zeigt sie in einem Sichtfeld, das etwa 150.000 Kilometer breit ist, das entspricht mehr als zehn Erddurchmessern. Aktive Sonnenregionen mit ihren mächtigen Magnetfeldern sind häufig für Sonnenfackeln und koronale Massenauswürfe verantwortlich, das sind Stürme, die das Weltraumwetter in Erdnähe beeinflussen.

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Bildpunkte in der Sonne

Die Sonne in H-Alpha-Licht mit den Silhouetten der Internationalen Raumstation und Chinas neuer Raumstation Tiangong.

Bildcredit und Bildrechte: Wang Letian (Augen bei Nacht)

Beschreibung: Diese beiden Bilder wurden aus Video-Einzelbildern erstellt. Sie wurden sie mit einem sicheren Sonnenteleskop und einem H-Alpha-Filter fotografiert und  zeigen interessante Details der Sonnenoberfläche sowie gewaltige Protuberanzen vom 6. Juni (oben) und 18. Juni am Sonnenrand.

Diese Aufnahmen aus Peking (China) zeigen auch die Silhouetten der Internationalen Raumstation und Chinas neuer Raumstation Tiangong vor der hellen Sonne, während sie vorüberzogen. Die Internationale Raumstation liegt im unteren Bildfeld nahe der Mitte, sie kreuzt die Sonnenscheibe links neben der hellen aktiven Region AR2833 und unter einem großen, bogenförmigen Sonnenfilament.

Die chinesische Raumstation befindet sich im oberen Bildfeld rechts neben der Mitte unter der aktiven Sonnenregion AR2827, ihr seht sie als kleine Kombination aus den Formen „+“ und „-„.

Die Bilder der vorbeiziehenden Außenposten im Orbit wurden mit derselben Ausrüstung und mit der gleichen Auflösung fotografiert, wobei die Internationale Raumstation ungefähr 492 Kilometer entfernt ist. Die chinesische Raumstation war mehr als 400 Kilometer von der Kamera entfernt.

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Raumstation, Protuberanzen, Sonne

ISS mit angedockter Dragon-Besatzungskapsel zieht vor der Sonne vorbei.

Bildcredit und Bildrechte: Mehmet Ergün

Beschreibung: Das ist kein Sonnenfleck. Es ist die Internationale Raumstation (ISS), die vor der Sonne vorbeifliegt. Sonnenflecken haben eine dunkle zentrale Umbra, darum herum eine hellere Penumbra, und vor allem sind keine Dragon-Kapseln angekoppelt. Im Gegensatz dazu ist die ISS ein komplexer, vielseitiger Mechanismus und eines der größten, komplexesten Raumschiffe, das die Menschheit je gebaut hat. Außerdem kreisen Sonnenflecken um die Sonne, die ISS hingegen kreist um die Erde.

Es ist nicht ungewöhnlich, dass die ISS vor der Sonne vorbeizieht, sie umkreist die Erde etwa alle 90 Minuten. Doch zur richtigen Zeit mit der richtigen Ausrüstung am richtigen Ort zu sein, um ein großartiges Bild zu fotografieren, ist schwierig.

Dieses Bild kombiniert drei Bilder, die alle am selben Ort und fast zur selben Zeit aufgenommen wurden. Das erste Bild – überbelichtet – zeigt die blassen Protuberanzen am oberen Sonnenrand, ein zweites Foto – unterbelichtet – bildet die komplexe Textur der Chromosphäre der Sonne ab, während das dritte Bild – das am schwierigsten zu bekommen war – die Raumstation zeigt, als sie im Bruchteil einer Sekunde über die Sonne zischte. Wenn ihr die Silhouette der Raumstation genau betrachtet, erkennt ihr sogar die angedockte Dragon-Besatzungskapsel.

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Halbe Sonne mit Protuberanz

Die Sonne hinter Wolken mit Protuberanz im H-Alpha-Licht.

Bildcredit und Bildrechte: Rainee Colacurcio

Beschreibung: Was passiert mit der Sonne? Offenbar ist die untere Hälfte der Sonne hinter einer dicken Wolke versteckt. Weltweit gesehen bedecken Wolken die Sonne ungefähr zwei Drittel der Zeit, wenn auch an vielen Orten auf dem Festland viel weniger.

Rechts oben seht ihr eine Protuberanz auf der Sonne aus magnetisch schwebendem heißem Gas. Die Protuberanz wirkt zwar klein, doch sie könnte unsere Erde leicht einhüllen, und sie kann über einen Monat bestehen bleiben.

Dieses Bild ist eine Kombination aus zwei Aufnahmen, eine davon ist auf die Wolke und die Protuberanz optimiert, die andere auf die Sonnentextur. Beide wurden im Abstand von etwa einer Stunde mit derselben Kamera am selben Ort in Lynnwood in Washington (USA) aufgenommen.

Die zottige Struktur stammt von der Chromosphäre der Sonne, das ist eine Atmosphärenschicht, die in der speziellen Farbe der Aufnahme zum Vorschein kommt. Die Gleichförmigkeit der Textur zeigt, dass die Oberfläche relativ ruhig ist. Das ist ein Hinweis auf das soeben vergangene Sonnenaktivitätsminimum im 11-Jahres-Zyklus der Sonne.

In den nächsten Jahren steuert die Sonne auf einen aktiveren Zeitabschnitt zu, in dem Sonnenflecken, Protuberanzen und schließlich auch Polarlichter auf der Erde häufiger auftreten: das Sonnenmaximum.

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Granulation der Sonne in extrem hoher Auflösung


Bildcredit: NSO, NSF, AURA, Inouye-Sonnenteleskop

Beschreibung: Warum verändert sich die Oberfläche der Sonne ständig? Um das herauszufinden, baute die US National Science Foundation (NSF) das Daniel-K.-Inouye-Sonnenteleskop auf Hawaii in den USA. Das Inouye-Teleskop besitzt einen großen Spiegel, mit dem es Bilder in höherer Auflösung, mit einer schnelleren Bildfolge und mehr Farben aufnehmen kann als je zuvor.

Diese kürzlich veröffentlichten First-Light-Bilder wurden in einem Zeitraum von 10 Minuten aufgenommen und zu einem 5 Sekunden langen Zeitraffervideo kombiniert. Das Video zeigt eine Region der Sonne, die ungefähr so groß ist wie die Erde, die darin gezeigten Granulen sind etwa so groß wie ein Land. Das Teleskop kann Strukturen auflösen, die nur 30 Kilometer groß sind.

Die Zentren der Granulen sind hell, weil hier heißes Sonnenplasma aufsteigt, während die Ränder der Granulen dunkler sind, weil hier das abgekühlte Plasma zurücksinkt. Manche Regionen zwischen Granulenrändern sind sehr hell, da sie merkwürdige magnetische Fenster in das tiefe, heißere Sonneninnere sind.

Wie das Magnetfeld der Sonne sich ständig verändert, Energie kanalisiert und die ferne Erde beeinflusst, wird neben vielen anderen Themen in den nächsten Jahren anhand der Daten des neuen Inouye-Teleskops erforscht.

Astrophysiker: Stöbern Sie in 2100+ Codes der Astrophysics Source Code Library
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Merkur und die ruhige Sonne

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Bildcredit und Bildrechte: John Chumack

Beschreibung: Am 11. November 2019 war die Sonne großteils ruhig, sie verzeichnete ein Minimum in ihrem 11-jährigen Aktivitätszyklus. Der einzige sichtbare Fleck war eigentlich ein Planet, nämlich Merkur, der fünfeinhalb Stunden lang gemächlich vor der ruhigen Sonnenscheibe vorbeizog.

Die Silhouette des innersten Planeten im Sonnensystem maß etwa 1/200stel des scheinbaren Sonnendurchmessers, sie befindet sich auf diesem scharfen, vollständigen Schnappschuss der Sonne fast in der Mitte. Das Bild wurde mit einem H-alpha-Filter und einem sicheren Sonnenteleskop aufgenommen. Es zeigt auch Protuberanzen am Sonnenrand – leuchtendes Plasma, das in gebogenen Magnetfeldern gefangen ist.

Natürlich können – von der Erde aus gesehen – nur die inneren Planeten Merkur und Venus vor der Sonne vorbeiziehen und als Silhouette erscheinen. Dieser Merkurtransit folgte auf den Transit von 2016, es war der 4. von 14 Transiten vor der Sonnenscheibe im 21. Jahrhundert. Der nächste Merkurtransit findet am 13. November 2032 statt.

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Merkurs Silhouette

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Bildcredit und Bildrechte: Martin Wise

Beschreibung: Der kleine dunkle runde Fleck auf dieser Nahaufnahme der Sonne ist der Planet Merkur. Dieses hochaufgelöste Teleskopbild wurde aus 61 scharfen, kolorierten Video-Einzelbildern kombiniert – es ist eine turbulente Anordnung von Konvektionszellen in der Photosphäre, welche die helle Sonnenoberfläche bedecken.

Doch Merkurs regelmäßigere Silhouette fällt auf. Natürlich können – vom Planeten Erde aus betrachtet – nur die inneren Planeten Merkur und Venus vor der Sonne vorbeiziehen und als Silhouette sichtbar sein. Beim Merkurtransit am 11. November 2019 maß die Silhouette des innersten Planeten nur 1/200stel des Sonnendurchmessers. Daher war es sogar bei klarem Tageshimmel schwierig, ihn ohne die Hilfe eines sicheren Sonnenteleskops zu sehen.

Dieser Merkurtransit, der auf den Transit von 2016 folgte, war der 4. von insgesamt 14 Transiten vor der Sonne im 21. Jahrhundert. Der nächste Merkurtransit findet am 13. November 2032 statt.

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Aktive Protuberanzen auf einer ruhigen Sonne

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Bildcredit und Bildrechte: Alan Friedman (Averted Imagination)

Beschreibung: Warum ist die Sonne so ruhig? Da die Sonne in eine Phase eintritt, die als Sonnenminimum bekannt ist, weist sie – wie erwartet – weniger Sonnenflecken und aktive Regionen auf als sonst. Die Ruhe ist allerdings etwas beunruhigend, da dieses Jahr bisher an den meisten Tagen überhaupt keine Sonnenflecken sichtbar waren.

Im Gegensatz dazu waren während des Sonnenmaximums von 2011 bis 2015 fast jeden Tag Flecken auf der Sonne zu sehen. Maxima und Minima wechseln einander in einem 11-Jahres-Zyklus ab, wobei das letzte Sonnenminimum das ruhigste seit 100 Jahren war. Wird das aktuelle Sonnenminimum noch ruhiger? Obwohl die Sonnenaktivität die Erde und ihre Umgebung beeinflusst, weiß niemand genau, was die Sonne als Nächstes tut, und die Physik hinter den Prozessen wird weiterhin aktiv erforscht.

Dieses Bild wurde vor drei Wochen fotografiert und zeigt, dass unsere Sonne sogar an einem ruhigen Tag aktiv ist. Ständig tanzen Protuberanzen aus heißem Plasma, von denen manche größer sind als die Erde, am leichtesten sind diese über dem Rand erkennbar.

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Sickernde orange Sonne


Credit: Bruno Sánchez-Andrade Nuño et al. (IAG und MPS, NRL)

Beschreibung: Die Oberfläche der Sonne verändert sich. Klicken Sie auf den Pfeil in der Mitte und beobachten Sie, wie die Oberfläche der Sonne in nur einer Stunde wegsickert.

Die Photosphäre der Sonne besteht aus Tausenden Dellen, die als Granulen bezeichnet werden, und üblicherweise wenigen dunklen Senken – Sonnenflecken.

Der obige Zeitrafferfilm zeigt den Sonnenfleck 875 in der Mitte und wurde 2006 mit dem Vacuum Tower Telescope auf den Kanarischen Inseln (Spanien) aufgenommen, unter Verwendung einer adaptiven Optik, um Details mit weniger als 500 Kilometern Durchmesser aufzulösen.

Jede der zahllosen Granulen hatte die Größe eines irdischen Kontinents, lebte aber viel kürzer. Eine Granule verändert im Lauf einer Stunde langsam ihre Form und kann sogar völlig verschwinden. Heißer Wasserstoff steigt im hellen Zentrum einer Granule auf und sinkt am dunklen Granulenrand in die Sonne zurück.

Der obige Film und ähnliche Filme ermöglichen Studenten und Sonnenforschern zu untersuchen, wie sich Granulen und Sonnenflecken entwickeln, und wie magnetische Sonnenfleckenregionen mächtige Sonneneruptionen erzeugen.

Tipp: Folgen Sie der Sonne als Teil von 100 Stunden Astronomie
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