Schlagwort: Protuberanz

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Sonnentanz


Videocredit: NASA, SDO; Bearbeitung: Alan Watson via Helioviewer

Manchmal scheint es, als würde die Oberfläche unserer Sonne tanzen. Mitte 2012 filmte die NASA-Raumsonde Solar Dynamics Observatory im Sonnenorbit eine eindrucksvolle Protuberanz, die wie eine akrobatische Tänzerin scheinbar eine Hechtrolle machte.

Dieses Zeitraffervideo fasst drei Stunden zusammen. Es dokumentierte die dramatische Explosion in Ultraviolettlicht. Eine Magnetfeldschleife lenkte den Fluss aus heißem Plasma zur Sonne. Die Größe der tanzenden Protuberanz ist gewaltig. Die ganze Erde würde leicht unter den fließenden Bogen aus heißem Gas passen.

Eine ruhige Protuberanz bleibt oft etwa einen Monat bestehen. Sie kann dann bei einem koronalen Massenauswurf (CME) heißes Gas ins Sonnensystem hinaus schleudern. Der Energiemechanismus, der eine Sonnenprotuberanz bildet, wird weiterhin erforscht. Anders als 2012 ist dieses Jahr die Sonnenoberfläche deutlich ruhiger. Sie präsentiert weniger tanzende Protuberanzen, weil sie sich nahe dem Minimum ihres 11-jährigen magnetischen Zyklus befindet.

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Eine Protuberanz bricht auf der Sonne aus

Ein Ausschnitt der Sonne leuchtet orangefarben. Mitten im Bild bricht ein riesiges Filament aus. Darüber ist eine aktive Region, aus der Schleifen aus Plasma strömen.
Bildcredit: GSFC der NASA, SDO-AIA-Team

Was ist mit unserer Sonne passiert? Nichts Ungewöhnliches – sie stieß eine Protuberanz aus. Mitte 2012 explodierte plötzlich ein Filament auf der Sonne, das lange beständig war, in den Weltraum. Es erzeugte einen koronalen Massenauswurf (KMA) mit viel Energie. Das Magnetfeld der Sonne, das ständig wechselt, hatte das Filament tagelang in der Höhe gehalten. Doch der Zeitpunkt des Ausbruchs kam unerwartet.

Das Solar Dynamics Observatory SDO, das um die Sonne kreist, beobachtete die Explosion. Dabei schossen Elektronen und Ionen ins Sonnensystem. Einige davon erreichten drei Tage später die Erde. Dort trafen sie auf ihr Magnetfeld und riefen Polarlichter hervor, die gut zu sehen waren. Dieses Bild wurde in Ultraviolett aufgenommen. Darauf ziehen Schleifen aus Plasma um eine aktive Region, die über dem Filament liegt, das gerade ausbricht.

Derzeit hat die Sonne ein Stadium in ihrem 11-Jahres-Zyklus erreicht, in dem sie relativ wenig aktiv ist. Trotzdem öffneten sich unerwartet Löcher in der Sonnenkorona. Daraus strömte ein Schwall geladener Teilchen ins All und löste Polarlichter aus.

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Aktive Protuberanzen auf einer ruhigen Sonne

Der Ausschnitt der Sonne im Bild sieht ungewöhnlich aus. Er erinnert an einen Filzball mit weißen Fasern am Rand. Der Rand verläuft links.
Bildcredit und Bildrechte: Alan Friedman (Averted Imagination)

Warum ist die Sonne so ruhig? Die Sonne erreicht eine Phase mit einem Minimum an Aktivität. Daher zeigt sie – wie erwartet – weniger Sonnenflecken und aktive Regionen als sonst. Allerdings ist die Ruhe etwas beunruhigend. Denn dieses Jahr sah man an den meisten Tagen überhaupt keine Sonnenflecken.

Im Gegensatz dazu hatte die Sonne von 2011 bis 2015 fast jeden Tag Flecken. Damals erreichte sie ein Maximum an Aktivität. Maxima und Minima wechseln einander in einem Zyklus ab, der 11 Jahre dauert. Das letzte Minimum an Sonnenaktivität war das ruhigste seit 100 Jahren. Wird das aktuelle Minimum noch ruhiger? Zwar beeinflusst die Sonnenaktivität die Erde und ihre Umgebung. Doch niemand weiß, was auf der Sonne als Nächstes geschieht. Die Physik dieser Prozesse wird weiterhin aktiv erforscht.

Das Bild wurde vor drei Wochen fotografiert. Es zeigt, dass unsere Sonne sogar an einem ruhigen Tag aktiv ist. Ständig tanzen Protuberanzen aus heißem Plasma. Manche davon sind größer als die Erde. Am leichtesten sieht man sie, wenn sie über den Rand ragen.

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Aktive Protuberanz auf der Sonne

Videocredit: Chuck Ayoub (Chuck’s Astrophotography)

Manchmal gibt es auf der Oberfläche der Sonne einen Wirbel an Aktivität. Dieses Zeitraffervideo der Sonnenoberfläche läuft vor und zurück. Es entstand Anfang Mai in einem Zeitraum von zwei Stunden. Die Oberfläche der Sonne ist abgedeckt. So wurden die Details, die über den Rand ragen, genauer abgebildet. Heißes Plasma wirbelt in einem ständigen Kampf mit variablen Magnetfeldern und konstanter Gravitation über dem Sonnenrand.

Diese Protuberanz ragt etwa einen Erddurchmesser über der Sonne auf. Ereignisse mit so viel Energie werden gerade wieder seltener, weil sich die Sonne in ihrem Zyklus, der 11 Jahre dauert, einem Minimum an Aktivität nähert.

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Koronaler Regen auf der Sonne

Videocredit: Solar Dynamics Observatory, SVS, GSFC, NASA; Musik: „Thunderbolt“ von Lars Leonhard

Regnet es auf der Sonne? Ja, aber nicht Wasser, sondern extrem heißes Plasma. So einen Regen gab es Mitte Juli 2012 nach einer mittleren Eruption auf der Sonne. Dabei kam es auch zu einem koronalen Massenauswurf.

Danach geschah etwas eher Ungewöhnliches. In der nahen Sonnenkorona wurde Plasma gefilmt, als es abkühlte und zurückfiel. Das Phänomen nennt man einen koronalen Regen. Protonen und Ionen sind elektrisch geladen. Daher lenkt sie der koronale Regen entlang von bestehenden Magnetschleifen zierlich zur Oberfläche der Sonne. Die Szene wirkt wie ein surrealer Wasserfall in drei Dimensionen ohne Quelle.

Wir sehen das überraschend ruhige Schauspiel hier in Ultraviolett. Die Materie leuchtet mit einer Temperatur von etwa 50.000 Kelvin. Jede Sekunde im Zeitraffervideo dauert in Wirklichkeit etwa 6 Minuten. Also dauerte der ganze koronale Regenschauer an die 10 Stunden. Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass so ein koronaler Regen auch in kleineren Schleifen auftreten kann. Manchmal dauert er bis zu 30 Stunden.

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Korona einer totalen Sonnenfinsternis als HDR

Der Mond bedeckt die Sonne, daher sieht man die riesige Korona aus heißem Plasma. Rosarote Protuberanzen ragen über den Sonnenrand. Auf dem Mond erkennt man einige dunkle Flecken, die Maria oder Meere.

Bildcredit und Bildrechte: Nicolas Lefaudeux

Die große Sonnenfinsternis 2017 war wirklich toll. Dieses HDR zeigt sie etwas prächtiger, als wir sie kennen. Am 21. August bedeckte der Mond auf einem schmalen Pfad ein paar Minuten lang die Sonne. Der Schatten zog quer über die USA. Die Finsternis war eines der am häufigsten fotografierten Ereignisse der Geschichte. Doch dieses Bild wurde erst kürzlich nach einem außergewöhnlichen Aufwand an Digitalbearbeitung vollendet. Es ist eines der detailreichsten Bilder der Sonnenkorona, die je gelungen sind.

Die Sonnenkorona besteht aus extrem heißem Gas. Nur bei einer totalen Sonnenfinsternis sieht man sie mit bloßem Auge. Das Bild kombiniert mehr als 70 verschieden lang belichtete Einzelbilder einer HDR-Serie, die einander ergänzen. Sie lieferten genug Details, um die Bewegung der Sonnenkorona zu erkennen. In Unity in Oregon, wo die Bilder fotografiert wurden, waren morgens die Sichtbedingungen in der Atmosphäre sehr gleichmäßig.

Die nächste totale Sonnenfinsternis auf der Erde findet im Juli 2019 statt. Im April 2024 gibt es die nächste Finsternis, die man in Nordamerika und in den USA sieht.

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Alle Finsternisse 2017

Vier Bildfelder zeigen die Finsternisse des Jahres 2017 - zwei Mondfinsternisse und zwei Sonnenfinsternisse.

Bildcredit und Bildrechte: Petr Horálek

Diese vier Bildfelder zeigen alle Finsternisse von Mond und Sonne, die man 2017 auf dem Planeten Erde sah, im selben Maßstab. Ein Finsternisjäger verfolgte das Schattenspiel am Himmel in vier verschiedenen Ländern.

Links oben wird die Finsternissaison angepfiffen. Der Vollmond im Februar wurde in Tschechien fotografiert. Die zarte Schattierung der Mondfinsternis stammt vom Halbschatten, das ist der hellere äußere Erdschatten. Ende desselben Monats umgab rechts oben ein Feuerring den Neumond. Er wurde fast zum Höhepunkt der plakativen ringförmigen Sonnenfinsternis in Argentinien auf Film fotografiert. Darunter ist das Finsternispaar im August. Links trifft der dunkle Kernschatten der Erde den Mond bei einer partiellen Finsternis in Deutschland. Rechts umgibt die lebhafte Sonnenkorona im Westen der USA die völlig verfinsterte Sonne.

In den Bildfeldern sind links unten die Saroszyklen (Finsterniszyklen) der Finsternisse 2017 notiert.

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Die große Korona

Mitten im Bild ist der schwach beleuchtete Mond bei einer totalen Sonnenfinsternis von den breit gefächerten Strahlen der Sonnenkorona umgeben. Am Rand ragen einige rosarote Protuberanzen auf.

Bildcredit und Bildrechte: Alson Wong

Viele Bilder zeigen nicht die ganze Pracht der Sonnenkorona. Der Anblick einer Korona bei einer totalen Sonnenfinsternis mit eigenen Augen ist unvergesslich. Das Auge kann sich besser anpassen als eine Kamera. Daher sieht es die Strukturen und Ausdehnung.

Willkommen im digitalen Zeitalter! Das Bild ist ein Komposit aus vierzig Aufnahmen. Die Belichtungszeiten reichen von einer Tausendstelsekunde bis zu zwei Sekunden. Sie wurden digital kombiniert. Das Ergebnis zeigt die zarten Details der totalen Sonnenfinsternis im August 2017. Man erkennt deutlich komplexe Schichten und leuchtende Kaustiken in der Mischung aus heißem Gas und Magnetfeldern in der Sonnenkorona, die sich ständig ändert.

Hellrosa schleifenartige Protuberanzen ragen über den Rand der Sonne. Sogar auf der Nachtseite des Neumondes erkennt man zarte Details. Die Nachtseite wird vom Licht der Sonne beleuchtet, das die Tagseite der Vollerde reflektiert.

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