Sonnenforscher Erzählen Stärke Kommender Aktivitätszyklen Die Sonne Vorher

Symbolbild: Aktive Sonne. | Copyright: NASA/SDO and the AIA, EVE, and HMI science teams

Göttingen (Deutschland) - Schon lange ist bekannt, dass Sonnenflecken, Strahlungsausbrüche sowie heftige Eruptionen auf die Sonne Anzeichen für eine permanente Aktivität unseres Zentralgestirns sind, deren Gewalt inwendig eines Zyklus von rund elf Jahren schwankt. Obwohl noch viele Fragen unbeantwortet sind, so sind sich selbst Sonnenforscher doch darin einig, dass hinter die vielfältigen Aktivität Magnetfelder stecken, die aus dem Innern die Sonne eingeschaltet die Oberfläche treten. Jetzt ist es Wissenschaftlern gelungen nachzuweisen, dass alleine aus die Beobachtung die magnetischen Vorgänge eingeschaltet die Sonnenoberfläche Rückschlüsse auf den inneren Mechanismus gezogen sowie damit sogar Vorhersagen über die Gewalt eines kommenden Aktivitätszyklus getroffen werden können.

"Die Sonne ist beliebig riesiger Gasball, in dessen Innern heiße Gase strömen, aufsteigen sowie absinken", erläutert die Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Garching sowie führt weiter erklärend aus: "In diesem Inferno entsteht beliebig Magnetfeld, das in seiner Grundstruktur jenem die Erdboden ähnelt. Es besitzt die Form eines Dipols, dessen Magnetfeldlinien eingeschaltet den Sonnenpolen die Oberfläche durchstoßen.

Die Magnetfelder sind jedoch eingeschaltet das heiße, elektrischer leitende Gas gebunden sowie werden von ihm in komplizierter Gattung gedehnt sowie verzogen - wie Gummibänder in Honig, den man rührt. So wird eine anfänglich zur Rotationsachse parallel verlaufende Magnetfeldlinie von dem rotierenden Gas mitgeschleppt.

Das Gas in die Äquatorregion bewegt sich selbst jedoch haupt- schneller als in mittleren sowie hohen Breiten. Dadurch werden die Feldlinien hinein Äquatorbereich in die Länge gezogen sowie wickeln sich selbst hinein Laufe von mehreren Umdrehungen regelmäßig auf: Es bildet sich selbst beliebig ringförmiges Magnetfeld in Ost-West-Richtung, auch Toroidalfeld genannt.

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Diese Magnetfeldlinien können sich selbst zu dicken Bündeln vereinigen, die später ober steigen, bis sie schließlich aus die Oberfläche austreten sowie eine Schlaufe formen. An den beiden Durchstoßpunkten entstehen die bekannten dunklen Sonnenflecken. Diese treten deshalb meistens paarförmig in Ost-West-Richtung auf sowie bilden jeweils einen magnetischen Nord- sowie Südpol. Innerhalb eines elfjährigen Zyklus ist die magnetische Orientierung bei allen Flecken identisch. Das Toroidalfeld besitzt daher stets dieselbe Richtung."

Während bislang viele Sonnenforscher die Ansicht waren, dass die später draußen in Erscheinung tretenden magnetischen Phänomene lediglich die Symptome die inneren Vorgänge sind, haben die Göttinger Forscher beinahe Manfred Schüssler sowie Robert Cameron jetzt dennoch einen mathematischen Tarif angewandt, den die irische Mathematiker sowie Physiker George Gabriel Stokes hinein 19. Jahrhundert bewiesen hat. Dieser Tarif stellt einen Zusammenhang zwischen den Feldern eingeschaltet die Oberfläche sowie dem Innern eines Körpers her. Mit diesem sauber mathematischen Argument haben die Gelehrte bewiesen, dass das eingeschaltet die Oberfläche die Sonne messbare Magnetfeld die einzige Ursprung für das geordnete toroidale Anbaufläche hinein Sonneninnern ist, durch das wiederum die Aktivitätsphänomene des nachfolgenden Elf-Jahres-Zyklus bewirkt werden. "Was wir eingeschaltet die Oberfläche sehen, ist das relevante Feld", sagt Schüssler. "Die Oberflächenphänomene sind, bildlich gesprochen, nicht die Schwanz des Hundes, sondern sie sind die Hund selbst."

Im Vergleiche mit Beobachtungsdaten konnten die Forscher zudem zeigen, dass das Dipolfeld die bei Weitem dominierende Ursprung des toroidalen Feldes ist. Damit haben sie beliebig Modell bestätigt, das die amerikanischen Astronomen Horace Babcock sowie Robert Leighton bereits in den 1960er-Jahren aufgestellt hatten.

Dieser Ermittlung ermögliche es nun, Vorhersagen über die Gewalt eines kommenden Aktivitätszyklus zu machen: "Im Verlaufe eines Elf-Jahres-Zyklus wechselt das Dipolfeld seine Richtung: Der magnetische Nordpol wird zum Südpol sowie umgekehrt. Das neue Dipolfeld erreicht seine maximale Gewalt etwa in die Treppenstufe minimaler Sonnenaktivität. Da das Dipolfeld die Ursprung für das Toroidalfeld des nächsten Zyklus ist, sollte seine Gewalt beliebig Norm für die Aktivität des nächsten Zyklus sein."

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Tatsächlich wurde eine solche Korrelation denn auch bereits festgestellt: "In die Treppenstufe des letzten Minimums beinahe das Erdenjahr 2009 herum war die Gewalt des Dipolfeldes verhältnismäßig gering, dementsprechend schwach ist auch die jetzige Zyklus", so Schüssler.

Anhand zukünftiger Beobachtungen begehren die Forscher jetzt die Vorhersagekraft weiter überprüfen. Während es bislang noch sehr schwierig ist, die Gewalt des Dipolfeldes zu messen, weil die Sonnenpole von die Erdboden kaum einsehbar sind, setzten die Gelehrte ihre Hoffnungen auf das für 2017 geplante Weltraum-Sonnenobservatorium "Solar Orbiter", eingeschaltet dem das MPS beteiligt ist. Dieses Sonnenteleskop soll sich selbst die Sonne bis auf beliebig Drittel des Abstandes Erde-Sonne nähern sowie sich selbst auch über die Erdbahnebene hinaus erheben. Auf diese Gattung hat das Observatorium dann auch einen direkten Blick auf die Polregionen die Sonne.

Ihre Ergebnisse haben die Sonnenforscher aktuell hinein Fachjournal "Science" (DOI: 10.1126/science.1261470) veröffentlicht.

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