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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Über die Sonne

Die Sonne mit Granulation schwebt wie ein Flauschball mitten im Bild. Links oben ist ein Filament, das so lang ist wie die Entfernung zwischen Erde und Mond. Die Sonne ist in Falschfarben dargestellt.

Bildcredit und Bildrechte: Göran Strand

Ein langes Sonnenfilament breitet sich über die relativ ruhige Oberfläche der Sonne aus. Das Teleskopbild stammt vom 27. April. Das negative oder invertierte Schmalbandbild wurde im Licht ionisierter Wasserstoffatome aufgenommen.

Links oben türmt sich ein prächtiger Schleier aus magnetisiertem Plasma über der Oberfläche auf. Er reicht über den Sonnenrand hinaus. Wie lang ist das Sonnenfilament? Es ist fast so lang wie die Entfernung zwischen Erde und Mond. Das zeigt die Skala links.

Das lange Filament wanderte einen Tag später über die Sonnenscheibe nach rechts. Es brach aus und ragte von der Sonnenoberfläche auf. Es stieß auch einen koronalen Massenauswurf (CME) aus. Das wurde von Sonnensatelliten beobachtet. Der CME treibt wahrscheinlich weit neben unserem Planeten vorbei.

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Fibrillen blühen auf der Sonne

Die Oberfläche der Sonne ist auf diesem Bild rosarot gefärbt und erinnert an eine Blume.

Bildcredit und Bildrechte: Big Bear Sonnenobservatorium, NJIT, Alan Friedman (Averted Imagination)

Wann erinnert die Sonne an eine Blume? Wasserstoff strahlt eine bestimmte Farbe des roten Lichtes ab. In dieser Farbe erinnern manche Regionen der Chromosphäre – wie man hier sieht – an eine Blume.

Das farbinvertierte Bild wurde im Oktober 2014 fotografiert. Es zeigt die Aktive Sonnenregion 2177. Die auffälligen Blütenblätter im Bild sind Röhren aus heißem Plasma. Sie werden als Fibrillen bezeichnet und werden von Magnetfeldern begrenzt. Manche sind länger als der Durchmesser der Erde.

In der Mitte sehen wir viele Fibrillen von oben. In den umgebenden Regionen treten typischerweise gekrümmte Fibrillen auf. Am Sonnenrand werden diese riesigen Plasmaröhren als Spikulen bezeichnet. In passiven Regionen nennt man sie „mottles“ (Sprenkel, Marmorierungen).

Die Sonnenfleckenregion 2177 blieb noch mehrere Tage bestehen. Dann entwickelte sich das komplexe, stürmische Magnetfeld, das durch die Sonnenoberfläche drang, weiter.

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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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Eine gewundene aktive Sonnenprotuberanz

Das Video zeigt, wie eine Protuberanz ausbricht. Rechts oben ist ein Teil der Sonne zu sehen. Die Protuberanz breitet sich nach links unten aus.

Videocredit: SOHO-Arbeitsgemeinschaft, EIT, ESA, NASA

Zehn Erden passen leicht in der „Klaue“ dieses Monsters auf der Sonne. Das Monster ist eigentlich eine riesige aktive Protuberanz. Es bewegt sich auf dieser Zeitraffer-Bildfolge, die eine halbe Stunde komprimiert, aus unserer Sonne hinaus.

Dieses Video zeigt die große Protuberanz. Sie ist nicht nur wegen ihrer Größe bedeutsam, sondern auch wegen ihrer Form. Die Gestalt hat die Form einer Acht. Das lässt vermuten, dass ein komplexes Magnetfeld die ausströmenden Teilchen von der Sonne lenkt. Die differenzielle Rotation des Gases unter der Oberfläche der Sonne erklärt vielleicht die Explosion an der Oberfläche.

Der Ablauf aus fünf Bildern wurde Anfang 2000 vom Satelliten SOHO in der Sonnenumlaufbahn aufgenommen. Große Protuberanzen und energiereiche koronale Massenauswürfe (CME) sind zwar relativ selten. Doch die Sonne erreicht gerade ein Aktivitätsmaximum. Das ist eine Zeit mit vielen Sonnenflecken und hoher Sonnenaktivität im elfjährigen Sonnenfleckenzyklus. Daher treten sie derzeit viel häufiger auf.

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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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Flugzeug, Wolken, Mond, Flecken, Sonne

Die Sonne wird nicht nur vom Mond teilweise bedeckt, sondern auch von Wolken, einem Flugzeug und einer Sonnenfleckengruppe. Das Bild zeigt viele Silhouetten und wirkt beinahe wie eine Schwarz-Weiß-Aufnahme.

Bildcredit und Bildrechte: Doyle Slifer

Was ist da vor der Sonne? Das Objekt in größter Nähe ist ein Flugzeug. Es ist unter der Sonnenmitte zu sehen und wurde rein zufällig fotografiert. Dahinter ziehen viele Wolken in der Erdatmosphäre. Sie bilden eine Serie dunkler, waagrechter Streifen. Weiter draußen ist der Erdmond. Man sieht ihn rechts oben als großen dunklen runden Biss.

Knapp über dem Flugzeug sind Sonnenflecken auf der Oberfläche der Sonne zu sehen. Hier wurde die Sonnenfleckengruppe AR 2192 fotografiert. Sie ist eine der größten, die je beobachtet wurden. Seit sie Anfang letzter Woche am Sonnenrand auftauchte, knisterte sie und stieß Fackeln aus.

Diese Schau an Sonnensilhouetten wurde letzten Donnerstag fotografiert. Leider war sie kurzlebig. Wenige Sekunden später flog das Flugzeug fort. Ein paar Minuten darauf zogen die Wolken ab. Nur eine gute Stunde später war die partielle Verfinsterung der Sonne durch den Mond vorüber. Übrig blieb nur die Sonnenfleckengruppe. Aber in wenigen Tagen verschwindet auch AR 2192 hinter dem Sonnenrand.

Was die Sonne betrifft, treten zum Glück auch unerwartete Anordnungen überraschend häufig auf.

Galerie: Partielle Sonnenfinsternis vom letzten Donnerstag

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