Wie Sonnenflecken funktionieren

Sonnenflecken erscheinen uns dunkel, weil sie kühler sind als die sie umgebenden Bereiche auf der sichtbaren Oberfläche der Sonne, der Photosphäre, die eine Temperatur von etwa 10.000 Grad Fahrenheit (5.537,8 Grad Celsius) aufweist. Das dunkle Innere eines Sonnenflecks, die so genannte Umbra, ist etwa 1.600 Grad kühler als der Rest der Sonnenoberfläche. Dieses Innere ist von einem größeren, helleren Bereich, der Penumbra, umgeben, der etwa 500 Grad kühler ist als der Rest der Sonne. Sonnenflecken sind kühler, weil es sich um Bereiche mit starkem Magnetismus handelt – so stark, dass er den Fluss heißer Gase aus dem Sonneninneren an die Oberfläche hemmt.

Sonnenflecken entstehen, weil die Sonne kein Felsbrocken ist wie die Erde und die inneren Planeten, sondern ein Ball aus ständig zirkulierenden heißen Gasen, der sich nicht in einem Stück bewegt. Das Innere und das Äußere der Sonne rotieren getrennt voneinander; das Äußere rotiert am Äquator schneller als an den Nord- und Südpolen der Sonne. (So benötigt ein Punkt am Äquator 25 Erdtage für eine Umdrehung, während ein Punkt in der Nähe eines der Pole 36 Tage für eine komplette Umdrehung benötigt). Im Laufe der Zeit verdreht und verzerrt diese ungleichmäßige Bewegung das Hauptmagnetfeld der Sonne auf die gleiche Weise, wie Ihr Bettlaken zerknittert und verknittert wird, wenn Sie sich im Schlaf hin und her wälzen. Die gebündelten Flecken – eigentlich Verdrehungen in den Magnetfeldlinien – haben so viel magnetische Kraft, dass sie die heißen Gase unter ihnen zurückdrängen und verhindern, dass die Hitze direkt an die Oberfläche steigt. Mit anderen Worten: Sie werden zu Sonnenflecken. Da Sonnenflecken kühler sind als der Rest der Sonnenoberfläche, sehen sie dunkler aus. Gleichzeitig strömen die heißen Gase, die von diesen Sonnenflecken zurückgehalten werden, in die Bereiche um sie herum und machen diese Bereiche noch heißer und heller als normal. Durch diesen Kontrast heben sich die Sonnenflecken noch stärker ab.

Für einen Beobachter auf der Erde scheinen sich die Sonnenflecken zu bewegen, weil die Sonnenoberfläche selbst in Bewegung ist (wenn auch nicht in einem Stück, wie wir besprochen haben). Die Sonne braucht viel länger, um ihre Rotation zu vollenden, als die Erde, aber da die Sonne 100 Mal größer ist als unser Planet, sieht ein Sonnenfleck so aus, als ob er sich vier Mal schneller bewegt als ein Punkt auf der Erde.

Der durchschnittliche Sonnenfleck ist so groß wie die Erde, aber einige sind wirklich sehr, sehr groß. Wissenschaftler messen sie, indem sie sie mit der sichtbaren Fläche der Sonne vergleichen (das ist die Hälfte der Sonne, die wir von der Erde aus sehen können). Der größte aufgezeichnete Sonnenfleck des letzten Jahrhunderts trat 1947 auf. Er bedeckte 6,132 Millionstel der sichtbaren Fläche der Sonne – etwa das 18-fache der Erdoberfläche.

Im nächsten Abschnitt werden wir den Sonnenfleckenzyklus und seine Ursachen analysieren.