Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
(Originalartikel unter https://www.cfa.harvard.edu)
NASA, SDO
Sonnenflecken wurden zuerst von Galileo beobachtet und im achtzehnten Jahrhundert folgerte Rudolf Wolf aus seiner Auswertung von vorangegangenen Beobachtungen, daß es einen etwa elfjährigen solaren Aktivitätszyklus gibt. 1919 fand der Astronom George Ellery Hale eine neue Sonnenperiodizität, den zweiundzwanzig Jahre dauernden solaren magnetischen Zyklus, der aus zwei Elf-Jahre-Zyklen besteht und heute als Hale-Zyklus bezeichnet wird. Der elfjährige Zeitraum ist ein vielschichtiger Dynamoprozeß, bei dem die verdrillten Magnetfelder der Sonne als Folge der Verbindung aus der differentiellen Rotation der Sonne und der Konvektion in ihrer Atmosphäre in die entgegengesetzte Richtung schnellen. Nach einem zweiten Zyklus ist dann die ursprüngliche Polarität wieder hergestellt. Der Kreislauf ist durch periodische Änderungen in der Sonnenaktivität, wie etwa die Zahl der Sonnenflecken und aktiven Regionen (Ensembles an Schleifen magnetischer Strukturen), gekennzeichnet; während des Zeitraums größter Aktivität erreicht die Zahl der Sonnenflecken ihr Maximum. Die Zahl an koronalen Löchern bietet eine weitere Möglichkeit der Aktivitätsmessung; ein koronales Loch ist eine dunkler erscheinende Region kälteren Gases an der Oberfläche der Sonne. Während des Aktivitätsmaximums werden koronale Löcher bei niedrigen Breiten der Sonne gefunden, aber weniger in den Polregionen.
Energiereiche Ereignisse auf der Sonne wie Ausbrüche, Flares und koronale Massenauswürfe erreichen ihren Höhepunkt während oder nahe den Zeiten des solaren Maximums; zur gleichen Zeit schwächen sich Strukturen im Magnetfeld bis auf die Feldstärke null ab und wachsen dann aber mit entgegengesetztem Vorzeichen an. Ein besonders mächtiger Sonnenwind kann während dieser Zeiträume schwacher Magnetfelder entkommen und seine geladenen Teilchen können in den Raum und Richtung Erde fliegen. Koronale Löcher sind wesentliche Strukturen, die diese geschwächten Felder anzeigen. Die CfA-Astronomen Nishu Karna, Steven Saar und Ed DeLuca sowie ein Kollegenteam führten eine statistische Untersuchung der koronalen Löcher nahe der Äquatorialregion sowie von aktiven Regionen während der Phasen maximaler Aktivität bei den letzten vier Sonnenzyklen durch, die sich über die Jahre 1979 – 2015 erstreckten.
Die Wissenschaftler fanden eine starke negative Beziehung zwischen der Zahl an äquatorialen koronalen Löchern und aktiven Regionen wie auch statistisch bedeutende Unterschiede in den Eigenschaften der beiden Elf-Jahres-Zyklen des Hale-Zyklus. Sie überprüften beispielsweise die sich ändernden Abstände („Paarungen“) zwischen äquatorialen koronalen Löchern und aktiven Regionen und finden mehr von den dichten Paaren während der Aktivitätsspitze in einer Hälfte des Hale-Zyklus… aber nicht in der anderen. Am bedeutsamsten ist, daß während dieser aktiven Zeiten der Sonnenwindfluß und der Winddruck ebenfalls beträchtlich ansteigen. Die Resultate führen zu wichtigen Erkenntnissen, inwiefern die Sonnenaktivität die Erde beeinflußt und zeigen wichtige Prozesse auf, die noch immer nicht verstanden sind, wie das unterschiedliche Verhalten der beiden Hälften des Hale-Zyklus.
Literatur:
„A Study of Equatorial Coronal Holes during the Maximum Phase of Four Solar Cycles“
Mahendra Lal Karna, Nishu Karna, Steven H. Saar, W. Dean Pesnell, and Edward E. DeLuca
