Zeitung Heute : Heiße Aussichten

Was die rätselhaften Flecken mit den Polarlichtern zu tun haben

Roland Knauer

An der Sonne, unserem vertrauten Himmelskörper, ist noch vieles rätselhaft. Dazu gehören die Sonnenflecken, die mit Teleskopen des Astrophysikalischen Instituts Potsdam (AIP) im Einsteinturm beobachtet werden können. Wie kommen sie zustande? Während der „Langen Nacht der Wissenschaften“ geben Jürgen Rendtel und Kollegen Antwort und gehen dabei zunächst auf die Temperaturunterschiede in der Sonne ein.

Während im Inneren des 1,4 Millionen Kilometer dicken Sterns ein mit 15 Millionen Grad unvorstellbar heißes Feuer brennt, ist es 70 000 Kilometer unter der Oberfläche mit nur noch zwei Millionen Grad schon deutlich kühler. Aus der heißeren Schicht fließen gewaltige Ströme von Sonnenmaterie in Richtung Oberfläche. Je höher die Massen steigen, umso mehr kühlen sie ab, bis sie wieder abzusinken beginnen. Riesige Zellen aus auf- und abströmendem Material entstehen, die sichtbar werden, weil die aufsteigenden heißeren Stoffe heller sind als die absteigenden.

Das rasch fließende Material ist gar keine Flüssigkeit, sondern ein Strom elektrisch geladener Teilchen. Mit der Materie fließen also gewaltige elektrische Ströme durch diesen äußeren Bereich der Sonne, die wiederum Magnetfelder erzeugen. Zur Beobachtung dieser Magnetfelder haben die Potsdamer Forscher Methoden entwickelt, mit denen sie nicht nur die Stärke, sondern auch die Richtung messen können.

Mancherorts erzeugen die elektrischen Ströme gewaltige Magnetfelder, die tausendfach das Feld der Erde übertreffen können. So starke Felder bremsen die elektrischen Ströme und damit auch die Wärmezufuhr aus dem Inneren. Statt der üblichen 5500 Grad Celsius auf der Oberfläche hat es im Bereich der stärksten Magnetfelder oft nur noch 3400 bis 4200 Grad – ein dunkler Sonnenfleck ist entstanden.

Ganz in der Nähe dieser Flecken strömt das heiße Material weiter nach oben und wird von den Magnetfeldern sogar noch beschleunigt. Manche Elektronen, Protonen und Alphateilchen werden dabei so schnell, dass sie die Schwerkraft der Sonne überwinden können. Gewaltige Mengen an Materie und Elektrizität strömen dann in den Sonnenhimmel. Treffen diese Eruptionen die Erde, leitet das dortige Magnetfeld sie um den Globus herum, bis sie an den Polen abtauchen können. Hoch in der Atmosphäre prallen dort die elektrisch geladenen Teilchen häufig auf Luftmoleküle und erzeugen dabei die herrlichen Polarlichter, die den Nordhimmel immer wieder in fantastisches Licht hüllen.

War eine solche Eruption auf der Sonne besonders stark, so kann man diese Polarlichter bis zu den Alpen sehen. Gleichzeitig drückt der kräftige Sonnenwind auf der Tagseite der Erde das Magnetfeld von normalen vierzigtausend Kilometern Dicke auf die Hälfte zusammen.

Die in 36 000 Kilometern Höhe über der Erdoberfläche kreisenden Telekommunikationssatelliten sind dann nicht mehr vom Magnetfeld geschützt. Sie werden von den elektrisch geladenen Teilchen gestört. Pech hat, wer in diesem Moment gerade über den großen Teich telefonieren will, ruckzuck ist die Verbindung abgebrochen. Zur langen Nacht der Wissenschaft aber dürften die Verbindungen stehen, zur Zeit gibt es kaum Sonnenflecken.

Astrophysikalisches Institut Potsdam

Einsteinturm, Telegrafenberg

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