Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sonne seit 1940 aktiver denn je

29.10.2003


Abb. 1: Ausgedehnte Gruppe von Sonnenflecken, die im September 1998 auf der südlichen Hemisphäre der Sonne sichtbar war. Diese Fleckengruppe fasziniert nicht nur durch ihre Ausdehnung, sondern auch durch die detaillierte Struktur, in der sich eine komplexe Dynamik dokumentiert. Die kleinsten noch sichtbaren Details sind etwa 350 km groß, die Gesamtgröße des Gebietes beträgt über 200.000 km in horizontaler Richtung. Die Teilaufnahmen des hier gezeigten Bildmosaiks wurden mit dem deutschen Vakuum-Turm-Teleskop am Observatorio del Teide (Teneriffa) gemacht.
Bild: Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, Freiburg im Breisgau


Abb. 2: Großer Sonnenfleck, der im Juni 2000 auf der Sonne sichtbar war. Das Bild zeigt einen Ausschnitt von 80.000 mal 80.000 km der Sonnenoberfläche. Sonnenflecken erscheinen dunkel im Vergleich zu ihrer Umgebung, weil starke Magnetfelder die Energie-transportierenden Gasströmungen unterdrücken. Das Bild wurde mit dem deutschen Vakuum-Turm-Teleskop am Observatorio del Teide (Teneriffa) aufgenommen.
Bild: Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, Freiburg im Breisgau


Seit 1940 ist die Sonne ungewöhnlich aktiv, belegt eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Aeronomie zur Sonnenfleckenaktivität von 850 bis heute


Seit der Mitte des vergangenen Jahrhunderts befindet sich die Sonne in einer Phase außergewöhnlich hoher Aktivität, die sich im häufigen Auftreten von Sonnenflecken, Gasausbrüchen und Strahlungsstürmen äußert. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher des Max-Planck-Instituts für Aeronomie (MPAE) in Katlenburg-Lindau und der Universität von Oulu (Finnland), nachdem es ihnen gelungen ist, die Sonnenaktivität anhand der Häufigkeit von Sonnenflecken bis ins Jahr 850 zurückzuverfolgen. Dazu kombinierten sie historische Aufzeichnungen über Sonnenflecken mit Messungen der Häufigkeit radioaktiver Isotope in Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis. Wie die Wissenschaftler jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters berichten, ist die mittlere Sonnenfleckenzahl seit dem Jahr 1940 so hoch wie niemals zuvor in den vergangenen tausend Jahren und zweieinhalb mal so hoch wie der langfristige Mittelwert. Der zeitliche Verlauf der Sonnenaktivität weist über den gesamten Untersuchungszeitraum große Ähnlichkeit mit der Entwicklung der mittleren Temperatur auf der Erde auf. Daher rücken diese Forschungsergebnisse den Einfluss der Sonne auf das Erdklima und insbesondere ihren möglichen Anteil an der globalen Erwärmung im 20. Jahrhundert in den Brennpunkt des Interesses.

Seit der Erfindung des Fernrohrs im frühen 17. Jahrhundert beobachten Astronomen regelmäßig die Sonnenflecken. Hierbei handelt es sich um Regionen auf der Oberfläche der Sonne, in denen die Energieversorgung aus dem Inneren aufgrund der in ihnen wirkenden starken Magnetfelder behindert wird. Dadurch kühlen diese Gebiete um etwa 1.500 Grad ab und erscheinen dunkel im Kontrast zu ihrer rund 5.800 Grad heißen Umgebung. Die Zahl der Sonnenflecken schwankt in einem etwa elfjährigen Aktivitätszyklus, der von längerfristigen Schwankungen überlagert ist. So gab es beispielsweise in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts fast gar keine Sonnenflecken.


Das deutsch-finnische Forscherteam verwendete nun eine neue Methode, um Aufschluss auch über die Entwicklung der Sonnenfleckenzahl vor dem Beginn der direkte Aufzeichnungen zu gewinnen. Die Experten werteten dazu die in Bohrkernen aus Grönland- und Antarktis-Eis gemessene Häufigkeit von Beryllium-10 aus. Dieses radioaktive Isotop entsteht, wenn energiereiche Teilchen der kosmischen Strahlung in die Erdatmosphäre eindringen und dabei Atomkerne von Stickstoff und Sauerstoff zerschlagen. Bei diesen Zerfallsprozessen entsteht Beryllium-10 (Halbwertszeit: 1,6 Mio. Jahre), das bei Niederschlägen aus der Atmosphäre ausgewaschen wird und sich in den polaren Eisschilden schichtweise niederschlägt. Da die kosmische Strahlung durch das den interplanetaren Raum erfüllende Magnetfeld der Sonne teilweise abgeschirmt wird, schwankt die Häufigkeit des erzeugten Beryllium-10 auf der Erde mit der Stärke dieses Magnetfelds, das selbst wiederum mit der Häufigkeit von Sonnenflecken in Verbindung steht.

Beim Vergleich der Beryllium-10-Daten mit den historischen Aufzeichnungen über Sonnenflecken stellten die Forscher ein hohes Maß an Übereinstimmung fest. Damit war es ihnen auch möglich, die neue Rekonstruktionsmethode zu testen und zu eichen. Dem Sonnenforscher-Team ist es nun gelungen, erstmals jedes Glied der komplexen Kette - von der Isotopenhäufigkeit im Eis bis hin zur Sonnenfleckenzahl - mit konsistenten physikalischen Modellen beschreiben. Dazu gehört die Entstehung von Beryllium-10 durch die kosmische Strahlung, die Modulation der kosmischen Strahlung durch das interplanetare Magnetfeld und schließlich der Zusammenhang zwischen dem Magnetfeld der Sonne und der Zahl ihrer Flecken. Auf diese Weise gelang es den Wissenschaftlern erstmals, eine quantitativ zuverlässige Bestimmung der Sonnenfleckenzahl auch für die Zeit vor dem Beginn der direkten Aufzeichnungen zu gewinnen.

Diese Daten zeigen klar, dass sich die Sonne seit etwa 60 Jahren in einem Zustand ungewöhnlich hoher Aktivität befindet. Der Zeitraum, für den man diese Aussage machen kann, hat sich durch die neuen Untersuchungen jetzt verdreifacht, denn nun liegen die rekonstruierten Sonnenfleckenzahlen schon vom Jahre 850 an vor. Eine weitere Periode erhöhter Sonnenaktivität, allerdings mit erheblich weniger Sonnenflecken als in der jetzigen Phase, trat im Mittelalter zwischen den Jahren 1100 und 1250 ein. Damals herrschte auf der Erde eine Warmzeit, während der die Wikinger blühende Siedlungen in Grönland unterhielten.

Die Sonne wirkt über verschiedene physikalischen Mechanismen auf die Klimaentwicklung ein: Einerseits schwankt die Gesamtstrahlung und insbesondere der Anteil im Ultraviolett-Bereich mit der Sonnenaktivität. Sind also viele Sonnenflecken zu sehen, ist die Sonne insgesamt etwas heller als in "ruhigen" Zeiten und zeigt eine erheblich erhöhte Ultraviolettstrahlung. Andererseits schwankt die auf die Erdatmosphäre einfallende kosmische Strahlung im genau entgegengesetzten Rhythmus zur Sonnenaktivität, da sie vom Magnetfeld der Sonne jeweils mehr oder weniger abgeschirmt wird. Die von der kosmischen Strahlung erzeugten Ionen wirken - nach einem viel diskutierten Modell dänischer Forscher - als Kondensationskeime für größere Schwebeteilchen und fördern deshalb die Wolkenbildung. Bei hoher Sonnenaktivität (stärkerem Magnetfeld) nimmt folglich die kosmische Strahlung und mit ihr auch die Bewölkung Erde ab, so dass die Temperaturen auf der Erde sinken. Umgekehrt zieht eine geringere Sonnenaktivität niedrigere Temperaturen nach sich.

Diese neuen Befunde rücken die Frage, welcher Zusammenhang zwischen den Schwankungen der Sonnenaktivität und dem Klima auf der Erde besteht, in den Brennpunkt der aktuellen Forschung. Auf der Erde spielt der Einfluss der Sonne - neben der Emission des Treibhausgases Kohlendioxid aus der Verbrennung von Kohle, Gas und Öl – eine zunehmende Rolle als Ursache für die seit 1900 beobachtete globale Erwärmung. "Doch auch nach unseren neuen Erkenntnissen über die Schwankungen des solaren Magnetfelds ist der seit 1980 eingetretene starke Anstieg der Erdtemperatur wohl vor allem dem durch das Kohlendioxid bewirkten Treibhauseffekt zuzuschreiben," sagt Prof. Sami K. Solanki, Sonnenphysiker und Direktor am Max-Planck-Institut für Aeronomie.


Originalveröffentlichung:

Ilya G. Usoskin, Sami K. Solanki, Manfred Schuessler, Kalevi Mursula, Katja Alanko
A Millemium Scale Sunspot Reconstruction: Evidence For an Unusually Active Sun Since the 1940’s
Physical Review Letters (akzeptiert), online archiviert unter http://arXiv.org mit der Kennung astro-ph/0310823; endgültige Version erscheint im Dezember 2003


Weitere Informationen erhalten Sie von:

Prof. Sami K. Solanki
Max-Planck-Institut für Aeronomie, Katlenburg-Lindau
Tel.: 05556 979-325
Fax: 05556 979-190
E-Mail: solanki@linmpi.mpg.de


Prof. Manfred Schüssler
Max-Planck-Institut für Aeronomie, Katlenburg-Lindau
Tel.: 05556 979-469
Fax: 05556 979-190
E-Mail: schuessler@linmpi.mpg.de

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2003/pressemitteilung20031029/
http://www.mpg.de/instituteProjekteEinrichtungen/institutsauswahl/aeronomie/index.html

Weitere Berichte zu: Beryllium-10 Magnetfeld Sonnenaktivität Sonnenfleckenzahl

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quantenmechanik ist komplex genug – vorerst …
21.04.2017 | Universität Wien

nachricht Tief im Inneren von M87
20.04.2017 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten