Die Sonnenfleckengruppe AR 2339 kreuzt die Sonne

Images Credit: NASA, SDO; Videobearbeitung und Videorechte: Stanislav Korotkiy (AstroAlert) und Mikhail Chubarets; Musik: Pas de Deux (Bird Creek)

Wie entwickeln sich Sonnenflecken? Große, dunkle Sonnenflecken – und die aktiven Regionen, die sie enthalten – können wochenlang bestehen. Doch sie verändern sich ständig. Diese Änderungen waren vor wenigen Wochen besonders offenkundig, als die Aktive Region AR 2339 am Rand der Sonne auftauchte. Die darauf folgenden 12 Tage wurde sie vom Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA beobachtet.

Dieses Zeitraffervideo zeigt, wie manche Sonnenflecken auseinandertreiben, während andere verschmelzen. Die ganze Zeit verlagern sich die dunklen zentralen Umbrae. Die helleren Penumbrae außen flimmern und flackern. Die umgebende Sonne flackert scheinbar, weil die gelben Granulen im Laufe von Stunden kommen und gehen. Die Granulen sehen aus wie ein Teppich.

Sonnenflecken sind relativ kühle Regionen. Dort dringt das lokale Magnetfeld durch die Sonnenoberfläche, was die Aufheizung verhindert. Letzte Woche erreichte eine noch aktivere Region – AR 2371 – die Vorderseite der Sonne. Sie löste mächtige Sonnenfackeln zu aus, die hier auf der Erde zu eindrucksvollen Polarlichtern führten.

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Ein extrem langes Filament auf der Sonne

Die Sonne ist bildfüllend dargestellt. Auf der Oberfläche sind pelzartige Strukturen, einige helle Flecken und ein sehr langes dunkles Filament. Am Rand ist die Sonne etwas dunkler und orangefarben.

Bildcredit und Bildrechte: Oliver Hardy

Gestern war auf der Sonne eines der längsten Filamente zu sehen, das je abgebildet wurde. Vielleicht ist es auch heute noch da. Das gewaltige Filament ist der dunkle Streifen unter der Mitte, es reicht auf der Vorderseite der Sonne über eine Distanz, die länger ist als der Sonnenradius – mehr als 700.000 Kilometer.

Ein Filament besteht aus heißem Gas, das vom Magnetfeld der Sonne in Schwebe gehalten wird. Von der Seite erscheint es als erhabene Protuberanz. Das Bild zeigt das Filament in Licht, das von Wasserstoff abgestrahlt wird. Dieses Licht zeigt auch die Chromosphäre der Sonne.

Sonnenbeobachtungsteleskope wie das Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA verfolgen diese ungewöhnliche Struktur. Gestern beobachtete das SDO ein einhüllendes spiralförmiges Magnetfeld. Filamente bestehen typischerweise nur Stunden oder Tage. Teile davon könnten jederzeit kollabieren oder ausbrechen. Bei einem Ausbruch werfen sie heißes Plasma entweder zur Sonne zurück oder schleudern es ins äußere Sonnensystem.

Ist das Filament noch da? Schaut nach, indem ihr auf das aktuelle SDO-Sonnenbild klickt.

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NuSTAR zeigt die Sonne in Röntgenlicht

Die Sonne ist in energiereichem Ultraviolettlicht dargestellt. Aus der roten, gefaserten Oberfläche dringen blau und grün leuchtende Ausbrüche.

Bildcredit: NuSTAR, SDO, NASA

Warum sind Regionen über Sonnenflecken so heiß? Sonnenflecken sind etwas kühler als die umgebende Sonnenoberfläche. Sie entstehen durch Magnetfelder. Diese verringern das Aufheizen durch Konvektion. Es ist also ungewöhnlich, dass Regionen hundertmal heißer sein können. Solche Regionen finden wir sehr hoch oben in der Sonnenkorona.

Warum ist das so? Um das herauszufinden, richtete die NASA das sehr empfindliche Röntgenteleskop des Satelliten NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) zur Sonne.

Oben seht ihr die Sonne in Ultraviolettlicht. Eine Aufnahme des SDO (Solar Dynamics Observatory) ist rot dargestellt. Das Sonnenteleskop SDO umkreist die Erde. Emissionen über den Sonnenflecken wurden in grünen und blauen Falschfarben darüber gelegt. Sie wurden von NuSTAR in anderen energiereichen Wellenlängen von Röntgenlicht gemessen. Diese Frequenzen zeigen Regionen mit extrem hoher Temperatur.

Was erhitzt die Sonnenatmosphäre? Das finden wir wohl nicht allein mit diesem Erstbild heraus. Man vermutet Nano-Eruptionen. Das sind kurze Ausbrüche, die vielleicht zu der ungewöhnlichen Aufheizung führen. Künftige Bilder von NuSTAR sollen diese Nano-Eruptionen finden.

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Sonneneruption einer schärferen Sonne

Die Sonne wirkt hier sehr dunkel. Aus ihrer Oberfläche dringen weißliche nebelige Strahlen, sie zeigen das Magnetfeld. In der Mitte leuchtet eine rot-violette aktive Region.

Bildcredit: Solar Dynamics Observatory/AIA, NASA; Bearbeitung: NAFE von Miloslav Druckmuller (Technische Universität Brünn)

Die aktive Sonnenregion AR2192 war die größte Gruppe an Sonnenflecken, die in den letzten 24 Jahren beobachtet wurde. Ehe sie Ende Oktober von der zur Erde gerichteten Sonnenseite wegrotierte, sorgte sie für sechs kolossale Sonnenausbrüche der Klasse X.

Diese Ansicht zeigt ihren intensivsten Ausbruch. Es wurde am 24. Oktober vom Solar Dynamics Observatory im Orbit aufgenommen. Die Szenerie ist eine Farbkombination aus Bildern, die in drei verschiedenen Wellenlängen des extremen Ultraviolettlichtes entstanden. 193 Ångström sind blau dargestellt, 171 Ångström leuchten weiß und 304 Ångström sind in Rot gezeigt.

Die Strahlung ionisierter Eisen- und Heliumatome folgt den Magnetfeldlinien. Sie schlingen sich durch das heiße Plasma der äußeren Chromosphäre und die Korona der Sonne. Darunter ist die kühlere Sonnenphotosphäre in extrem ultravioletten Wellenlängen abgebildet. Sie wirkt dunkel.

Das scharfe Kompositbild wurde mit dem neuen mathematischen Algorithmus NAFE bearbeitet. Der Algorithmus wird auf das Rauschen und die Helligkeit extrem ultravioletter Bilddaten angewendet. So werden kleine Details verstärkt.

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Die Sonnenfleckengruppe AR 2192 knistert

Bildcredit: Solar Dynamics Observatory, NASA

Eine der größten Sonnenfleckengruppen der letzten Jahre zieht derzeit über die Sonne. Es ist die Aktive Region 2192. Sie stieß bereits eine mächtige Sonneneruption aus und besitzt das Potenzial, noch weitere zu erzeugen.

Dieses Video wurde gestern aufgenommen. Es ist ein Zeitrafferfilm von 48 Stunden, der die Sonne im sichtbaren Licht und im UV-Licht zeigt. Die Sonnenfleckengruppe AR 2192 rotiert von links ins Bild. Sie ist ähnlich groß wie Jupiter und knistert förmlich vor magnetischer Energie.

Die aktive Sonne verursachte in den letzten Tagen einige spektakuläre Polarlichter. Sie können wegen der energiereichen Teilchen von AR 2192 noch die nächste Woche andauern. Morgen sieht die Sonne aus einem weiteren Grund ungewöhnlich aus: Vor Sonnenuntergang ist in großen Teilen Nordamerikas eine partielle Sonnenfinsternis zu sehen.

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Ein Sonnenfilament bricht aus

Die Sonne ragt von rechts oben ins Bild. Am Sonnenrand links neben der Mitte bricht ein sehr helles Filament aus. Aus diesem dringen Plasmaschleifen, die vom Magnetfeld gelenkt werden. Darunter ist eine riesige Sonnenfackel, die weit über den Sonnenrand hinausreicht.

Bildcredit: NASAGSFC, SDO AIA Team

Was ist mit unserer Sonne passiert? Nichts besonders Ungewöhnliches. Sie stieß nur eine Protuberanz aus. Mitte 2012 explodierte ein lang bestehendes Sonnenfilament plötzlich in den Weltraum hinaus. Es erzeugte einen energiereichen koronalen Massenauswurf (KMA).

Das Magnetfeld der Sonne ändert sich ständig. Es hielt das Filament tagelang in Schwebe. Der Zeitpunkt des Ausbruchs war unerwartet. Das führte zu einer Explosion, die vom Solar Dynamics Observatory (SDO), das um die Sonne kreist, genau beobachtet wurde. Der Ausbruch schleuderte Elektronen und Ionen ins Sonnensystem. Manche davon erreichten die Erde drei Tage später. Sie trafen auf die Magnetosphäre der Erde und erzeugten Polarlichter.

Schleifen aus Plasma umgeben eine aktive Region. Auf dem Ultraviolettbild biegen sie sich über dem ausbrechenden Filament. Letzte Woche fiel die Zahl der sichtbaren Flecken auf der Sonne unerwartet auf Null. Daher vermutet man, dass das sehr ungewöhnliche Maximum auf der Sonne vorüber ist. Während des Maximums im 11-Jahres-Zyklus ist die Sonne am aktivsten.

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Die Sonne rotiert


Videocredit: SDO, NASA; Digitale Anordnung: Kevin Gill (Apoapsys)

Verändert sich die Sonne, während sie rotiert? Ja. Manche Änderungen sind subtil, andere dramatisch. Das Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA bildete unsere Sonne ab. Die Zeitrafferabläufe zeigen ihre Rotation im Jänner.

Auf dem großen Bild links ist die Chromosphäre der Sonne im Ultraviolettlicht abgebildet. Das kleinere, hellere Bild oben in der Mitte zeigt zeitgleich die vertrautere Photosphäre der Sonne in sichtbarem Licht. Die anderen kleinen Sonnenbilder stammen von Röntgenemissionen relativ seltener Eisenatome. Sie treten in unterschiedlicher Höhe der Korona auf. Alle sind in Falschfarben dargestellt, um die Unterschiede zu betonen.

Die Sonne braucht etwas weniger als einen Monat für eine ganze Rotation. Am schnellsten rotiert der Äquator. Kurz nach Beginn des Videos kommt eine große aktive Sonnenfleckenregion in Sicht. Zarte Effekte sind Veränderungen der Oberflächentextur und die Form der aktiven Regionen. Dramatischen Ereignisse sind zahlreiche Blitze in aktiven Regionen und flatternde oder ausbrechende Protuberanzen am ganzen Sonnenrand.

Dieses Jahr nähert sich unsere Sonne ihrer maximalen Sonnenaktivität. Die Aktivität folgt einem magnetischen 11-Jahres-Zyklus. Am Ende des Videos rotiert dieselbe große aktive Sonnenfleckenregion ins Bild zurück, die anfangs erwähnt wurde. Sie sieht nun anders aus.

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SDOs Multiwellenlängen-Sonne

Die obere Hälfte der Sonne ist dargestellt. Darauf sind keilförmig Bilder der Sonne in anderen Farben des Lichts angeordnet - rosa, grün, blau, orange, altrosa, braun, golden, türkis und grün.

Bildcredit: GSFC Wissenschaftliches Visualisierungsstudio, SDO, NASA

Heute um 17:11 UT erreicht die Sonne den südlichsten Punkt ihrer Jahresreise am Himmel des Planeten Erde. Dann ist Sonnenwende. Die Sonnenwende im Dezember ist auf der Nordhalbkugel der astronomische Winterbeginn. Im Süden beginnt der Sommer. Zur Feier des Tages zeigt diese kreative Visualisierung die Sonne in sichtbarem Licht bis hin zu extrem ultravioletten Wellenlängen. Die Grafik entstand aus Bilddaten des Solar Dynamics Observatory (SDO) in der Umlaufbahn.

Der Hintergrund wurde in sichtbaren Wellenlängen fotografiert. Keilförmige Segmente zeigen die Sonnenscheibe in immer kürzeren ultravioletten und extrem ultravioletten Wellenlängen. Die Filter der Falschfarbenbilder sind im Uhrzeigersinn angeordnet. Sie reichen von 170 Nanometern Wellenlänge (altrosa) bis 9,4 Nanometer (grün). Bei kürzeren Wellenlängen nehmen Höhe und Temperatur der Regionen in der Sonnenatmosphäre zu.

Die Photosphäre der Sonne leuchtet in sichtbaren Wellenlängen hell. In Ultraviolett wirkt sie dunkler, doch Sonnenflecken leuchten, und helles Plasma folgt den Schleifen von Magnetfeldlinien. Dieses Video zeigt, wie die Filter der Animation von SDOs Sonnenansicht in mehreren Wellenlängen um die Sonnenscheibe wandern.

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