Sonnenflecken

Sonnenflecken sind dunklere Stellen auf der sichtbaren Sonnenoberfläche. Sie sind kühler als die Umgebung, weil starke Magnetfelder den heißen Aufstrom aus dem Inneren ausbremsen. Rundherum liegen etwa 5800 Grad, im Kern des Flecks eher 4000 bis 4500. Deshalb wirkt er dunkel. Für sich allein wäre er immer noch heller als der Vollmond.

Sie sind keine Löcher und keine Brandwunden. Es ist Photosphäre, nur eben magnetisch festgehalten. Aktuelle Gruppen und Bilder stehen auf der Seite Sonnenflecken live.

Wie ein Fleck aussieht

In der Mitte liegt die Umbra, der dunkle Kern. Darum die Penumbra, ein Kranz aus feinen Streifen. In der Umbra steht das Magnetfeld fast senkrecht. In der Penumbra liegt es schräger, deshalb das Strahlenmuster.

Am Sonnenrand wirkt ein großer Fleck oft wie eine Delle. Das ist der Wilson-Effekt: man schaut schräg in eine flache Senke. Tief ist das nicht, gemessen an der Sonne nur ein Kratzer. Ein kleiner Fleck kann trotzdem die Erde überdecken. Große Gruppen schaffen 50.000 bis über 100.000 Kilometer.

Aktuelle Sonne im sichtbaren Licht, Sonnenflecken als dunkle Stellen, NASA SDO HMI

Sichtbares Licht, SDO HMI Continuum. Quelle: NASA/SDO.

Magnetfeld der Sonne, dunkle und helle Bereiche markieren Polarität in Sonnenflecken

Magnetogramm derselben Sonne. Schwarz und Weiß sind entgegengesetzte Polarität. Quelle: NASA/SDO.

Warum sie entstehen

Die Sonne dreht sich am Äquator schneller als an den Polen. Das verdrillt ihr Magnetfeld. Irgendwann durchstößt das Feld die Oberfläche. Wo es austritt und wieder eintaucht, sitzen oft zwei Flecken als Paar.

Zu Beginn eines Zyklus tauchen sie eher bei 30 Grad Breite auf, später näher am Äquator. Über die Jahre sieht das Muster aus wie zwei Flügel, deshalb Schmetterlingsdiagramm. Zyklus 25 folgt diesem Lauf. Das Maximum lag um 2024, die neuen Gruppen rücken nach innen.

Zwei alte Regeln: Joy sagt, der vorauslaufende Fleck steht näher am Äquator. Hale sagt, Nord- und Südhalbkugel tauschen nach jedem Zyklus die Polarität. Nach 22 Jahren sieht das Feld wieder aus wie zuvor.

Wie lange ein Fleck bleibt

Kleine Punkte sind in ein, zwei Tagen weg. Eine richtige Gruppe braucht ein paar Tage zum Aufbau, bleibt ein bis zwei Wochen sichtbar und dreht hinter den Westrand. Manche kommen nach zwei Wochen am Ostrand wieder. Die Sonne braucht am Äquator etwa 25 Tage für eine Runde, von der Erde aus eher 27.

Flares entstehen vor allem, wenn Plus und Minus durcheinandergeraten. Ein einzelner runder Fleck ohne Nachbarn bleibt oft still.

Die Nummern und die Klassen

NOAA vergibt eine Regionsnummer, sobald eine Gruppe klar zu sehen ist. AR 3842 ist so eine Nummer. Die Lage N12W31 heißt: 12 Grad nördlich, 31 Grad westlich der sichtbaren Mitte.

McIntosh beschreibt die Form in drei Buchstaben. A und B sind klein, D, E, F werden breit. Der zweite Buchstabe betrifft den größten Fleck, der dritte die Unruhe drumherum. Daneben die Magnetik: Alpha eine Polarität, Beta zwei, Beta-Gamma gemischt, Beta-Gamma-Delta gegenläufig im selben Hof. Bei der letzten Sorte knallt es öfter.

Die Relativzahl

Die Zahl, die alle zitieren, geht auf Wolf zurück und heißt oft SSN. Grob: Faktor mal (zehnmal Gruppen plus einzelne Flecken). Eine Gruppe zählt also schwerer als viele lose Punkte. SIDC in Brüssel führt die lange Reihe. NOAA zählt etwas anders. Der 10,7-Zentimeter-Flux misst Radiostrahlung und folgt den Flecken, ohne dass jemand Punkte zählen muss.

Was das für die Erde heißt

Der Fleck selbst macht uns nicht kalt. Entscheidend ist, was darüber passiert. Über einer verdrillten Gruppe kann ein Flare ausbrechen, manchmal reißt eine Koronamassenwolke ab. Trifft sie die Erde mit nach Süden zeigendem Feld, gibt es geomagnetische Unruhe und Polarlicht. Trifft sie uns nicht, war es ein Bild.

Für Funker zählen Flux und Röntgenklasse. Viele Flecken heben die F-Schicht. Ein X-Flare kann die Tagesseite trotzdem kurz dicht machen. Polarlicht in Deutschland braucht Kp, nicht die Fleckenanzahl allein.

Das Maunder-Minimum von 1645 bis 1715 hatte kaum Flecken und fiel in kühle Winter in Europa. Der Zusammenhang ist echt, aber klein neben Treibhausgasen.

Geschichte

Große Flecken stehen in chinesischen Chroniken schon vor über 2000 Jahren, mit bloßem Auge bei dunstigem Horizont. Ab 1610 zeichneten Galilei, Fabricius, Scheiner und Harriot sie durchs Fernrohr. Samuel Heinrich Schwabe merkte nach vielen Jahren, dass die Zahl in einem Rhythmus von etwa elf Jahren kommt und geht. Rudolf Wolf machte daraus die Relativzahl. George Ellery Hale zeigte das Magnetfeld in den Flecken.

Selbst beobachten

Nie ungeschützt ins Okular, nie mit einer Sonnenbrille ins Teleskop. Entweder Projektion auf Papier oder ein Filter, der für Sonne gebaut ist. Ein Fleck, den man ohne Gerät sieht, ist schon enorm.

Häufige Fragen

Sind Sonnenflecken kalt?
Nur im Vergleich. 4000 Grad wären für uns ein Ofen. Sie wirken dunkel, weil die Umgebung heller ist.

Bedeutet ein großer Fleck Polarlicht?
Nein. Erst wenn Material die Erde trifft. Viele große Gruppen gehen folgenlos unter.

Kann man sie mit bloßem Auge sehen?
Nur die ganz großen, und auch dann besser mit sicherem Filter. Ohne Schutz nicht versuchen.

Ist Zyklus 25 vorbei?
Das Maximum ist durch, der Abstieg läuft. Flecken gibt es weiter. Details auf der Sonnenzyklus-Seite.