Sonnenflecken, Photosphärische Fackeln und
Lichtbrücken
Die
äussere Form der Flecken und Fackeln
Manchmal
schon mit blossem Auge , aber besonders mit dem
Feldstecher oder Teleskop, sind kleine dunkle Gebilde auf der Sonnenscheibe
sichtbar - die Sonnenflecken. Oft ist zu beobachten, dass sie sich in grossen
und kleinen Gruppen zusammenscharen - den Sonnenfleckengruppen.
Kleine
Gruppen mit wenigen Flecken zeigen keine regelmässige Ordnung. Sie
erscheinen einfach als Ansammlung von Flecken. Grosse Fleckengruppen aber
bestehen in der Regel (seltene Ausnahmen sind möglich) aus zwei Gebieten,
in denen sich die Flecken häufen und zwischen denen nur wenige oder keine
Flecken sind (Typen B bis G). Diese Anordnung
nennt man bipolar, d.h. die Flecken sind an zwei Polen konzentriert. Einfachere
Gruppen ohne deutlich getrennte Fleckenzentren werden unipolar genannt ( Typen A, H, J).
Die wichtigsten Formen,
aus denen sich Sonnenflecken aufbauen, sind unten im Bild schematisch
dargestellt. Sehr kleine Sonnenflecken erscheinen als dunkle punktförmige
Gebilde. Bei ihnen unterscheidet man zwischen Sonnenflecken und Poren, deren
Lebensdauer meist nur wenige Minuten beträgt. Poren werden bei der
Bestimmung der Relativzahl nicht
berücksichtigt. Grössere Sonnenflecken bestehen aus einem dunklen
Kern, der Umbra, und einem etwas helleren Hof, der Penumbra. Bei direkter
Beobachtung mit dem Auge am Okular sieht man eine mehr oder weniger
gleichmässig schwarze, rotbraune oder manchmal fast graue Umbra. Die
Penumbra scheint aus vielen hellen und dunklen Fäden, den Penumbra -
Filamenten, zu bestehen. Diese sind von der Umbra deutlich nach aussen
orientiert. Die wenigsten Sonnenflecken mit Penumbra haben eine wirklich
kreisförmige Gestalt. In aller Regel wird man auch helle schmale
Einkerbungen in den Fleck sehen, die Penumbra und Umbra manchmal wie helle
Zungen durchschneiden. Diese Strukturen werden Lichtbrücken genannt.
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Schema einer bipolaren Sonnenfleckengruppe mit den wichtigsten
Begriffen
für die beobachtbaren
Details © 2001, W.
Paech |
Beobachtet man einen
regelmässigen runden Fleck nahe dem Zentrum der Sonnenscheibe und verfolgt
ihn über einige Tage, so wird er zum Sonnenrand hin immer schmaler. Die
Sonne ist eine rotierende Gaskugel und so ergibt sich eine perspektivische
Verzerrung des Sonnenflecks auf ihrer Oberfläche. Die Verbindungslinie
zwischen den beiden Hauptflecken einer bipolaren Gruppe wird als Achse der
Fleckengruppe bezeichnet. Bei jungen Gruppen ist diese Achse noch fast parallel
zum Sonnenäquator (und damit den anderen Breitenkreisen) ausgerichtet. Mit
wachsendem Alter der Gruppe verschiebt sich die Achse zunehmend. Wie alle
gasförmigen Körper im Sonnensystem (z.B. auch Jupiter und Saturn)
rotiert die Sonne an ihrem Äquator schneller, wo sie sich in 25 Tagen
einmal um ihre Achse dreht (siderische Rotation). In 40 Grad Breite braucht sie
schon 27 Tage für eine Rotation. Objekte in niedrigeren Breiten
"überholen" also solche in höheren Breiten. Diesen Effekt nennt man
die Differentielle Rotation der Sonne. Nähert sich ein Fleck dem
Sonnenrand, werden in seiner Umgebung helle Gebiete sichtbar, die
Sonnenfackeln. Sobald die Fleckengruppe in den etwas dunkler erscheinenden
Randbereich (Randverdunklung der Sonne) gelangt, werden sie deutlich sichtbar.
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| Aufnahme des Sonnenrandes mit Fackelgebieten und der deutlich
sichtbaren Randverdunklung. Aufnahme am 15. September 1982 © 2001, W. Paech |
Fackeln können
auch ohne Flecken vorkommen. Helligkeit und Dunkelheit sind Ausdruck der auf
der Sonne herrschenden Temperaturen. Während in Sonnenflecken das Gas nur
etwa 4.500 Grad Celsius heiss ist, hat die übrige Sonnenoberfläche
(Photosphäre) eine Temperatur von etwa 5.500 Grad. In den Fackeln ist es
noch um einige hundert Grad heisser, aber vor der hellen Photosphäre im
Zentrum der Scheibe heben sie sich nicht kontrastreich genug ab.
Klassifikation und Entwicklung von Sonnenflecken und Fleckengruppen
unterscheiden sich durch das Vorhandensein von Penumbren, dem Vorhandensein
einer Bipolarität, Grösse und Form der Flecken.
 Die Klassifikation
von Sonnenflecken
Die
Relativzahlbestimmung und der Sonnenfleckenzyklus |
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