Sonnenflecken

Bilder aus dem Supercomputer

Simulation des Auswärtsflusses in einem Sonnenfleck mit zehnfachem Erddurchmesser

24. Juni 2009 Bei Eruptionen auf der Sonne werden große Mengen an geladenen Teilchen ausgeschleudert, die in der Magnetosphäre der Erde magnetische Stürme erzeugen. Als Folge davon können ganze Stromnetze ausfallen. Die Eruptionen sind, wie die Astronomen seit langem wissen, eng mit den planetengroßen Sonnenflecken verknüpft, die im Rhythmus von ungefähr elf Jahren in beträchtlicher Anzahl erscheinen und dann wieder verschwinden.

Die Flecken sind wiederum an die magnetische Aktivität der Sonne gekoppelt. Die Forscher versuchen seit geraumer Zeit, die damit verbundenen physikalischen Prozesse immer besser zu verstehen, unter anderem, um die magnetischen Stürme auf der Erde genauer voraussagen zu können.

Magnetfelder und Konvektionszellen

Jetzt ist es Wissenschaftlern vom National Center for Atmospheric Research in Boulder (Colrado) und vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau mit einem Supercomputer der University of Chicago erstmals gelungen, die komplexen Vorgänge in Sonnenflecken zu simulieren. Dabei ging es nicht zuletzt darum, die Konvektionsprozesse darzustellen, die den Transport von Energie unterhalb der Flecken steuern.

Die dunklen – also „kühlen“ – Gebilde entstehen, wenn Bündel von Magnetfeldlinien aus dem Innern der Sonne emporsteigen und die Bewegung der Konvektionszellen behindern. Simuliert wurden Paare von Flecken mit unterschiedlicher magnetischer Polarität, wie man sie häufig auf der Sonne beobachtet.

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Im Modell zeigt sich, wie vom dunklen Zentrum eines Fleckens („Umbra“) Masse in Bündeln länglicher Filamente in den etwas helleren Vorhof des Fleckens („Penumbra“) strömt. Die komplexen Strukturen entstehen aber offenbar nur, wenn das Magnetfeld gegenüber der Vertikalen um mindestens 45 Grad geneigt ist.

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: University Corporation fpr Atmospheric Research

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