Die Sonne heute

Mit dem Satellit SOHO blicken wir mal auf die aktuelle Sonne. Das S/W Bild ist vom SDO Observatorium aufgenommen worden. Sehr schön sieht man an den Rändern die über den Sonnenflecken schwebenden heißeren Wolken, die Sonnenfackeln.

Erstaunlich wenig los...,oder?

 Nach hohen Aktivitäten scheint nun eine Flaute auf der Sonne zu sein.

Im aktuellen Bild vom Satelliten SDO sieht man keine Sonnenflecken, nur links und rechts am Rand einige helle Fackelgebiete (das sind Aktivitätsgebiete aus der unteren Chromosphäre, die über den Sonnenflecken schweben).

Aber die Magnetogramme (Magnetfeldstrukturen) zeigen, dass zumindest magnetisch aktive Gebiete sich unterhalb des Sonnenäquators befinden. Die verschiedenen Magnetpole sind durch schwarz und weiß codiert.

Die Auswirkungen auf die Korona sieht man auch bei Wellenlängen von 30 nm, die hauptsächlich von heißem Plasma der Korona abgestrahlt werden. Die "körnige" Struktur besteht aus großen Konvektionszellen, deren Auswirkungen bis in die Korona hineinreichen.

Das Video zeigt die sich drehende Sonne des letzten Tages bei 20 nm. Auch hier sind die koronalen Strukturen gut sichtbar.

So habt ihr die Sonne noch nie gesehen...

 Die Raumsonde Solar Orbiter, die am 10.2.2020 gestartet wurde, nähert sich der Sonne so stark, dass die Hitzeschilde über 500°C heiß werden.

Am 26.3.2020 war die Sonde im sonnennächsten Punkt ihrer Bahn im Abstand von 42 Mill km (Radius der Merkurbahn: 58 Mill km).

Das erste Video zeigt einen ZOOM in die Strukturen der Korona.

Am 30.3.2022 konnte dann das zweite Video aufgenommen werden: Stachelförmige Plasmaströmungen gehen von einer Struktur unten im Bild aus. Es ist noch nicht geklärt, was da passiert.

Die Aufnahmen sind im extremen UV bei 17 nm gemacht und zeigen Gase im Temperaturbereich um 1 Mill Grad.

credit: ESA/NASA/SO

SUNRISE in Nordschweden

 SUNRISE ist ein Sonnenteleskop, das von einem Ballon in die Stratosphäre getragen wird. 2009 und 2013 gab es schon erfolgreiche Flüge.

Jetzt ist nach einer Erweiterung im Juni ein neuer Flug geplant. Er soll in Kiruna in Nordschweden abheben.

In einer Höhe von etwa 37 km fliegt das 1m-Teleskop viele Tage ununterbrochen im Polartag und ermöglicht Sonnenbeobachtungen vom UV bis IR (200nm - 850 nm).

Ein Magnetometer und abbildende Spektralpolarimeter für UV und IR sind an Bord.

Stabilisationen werden etwa 8000 Mal in jeder Sekunde vorgenommen, damit bleibt das Bild mit einer Genauigkeit von 0,005 Bogensekunden stabil. 

Träger ist das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung MPS.

Bild 1: Flugablauf

Bild 2: Flugbahnen 2009/13

Bild 3: Teleskop mit Solarzellen

Bild 4: Beschreibung des Aufbaus

credit: MPS

Die Sonne spuckt ganz schön....

 Drei koronale Massenauswürfe (CME) kurz hintereinander...der Satellit SOHO hat sie mit seinem Koronographen registriert.

Der helle Bereich der Sonnenumgebung ist abgeblendet. Sterne, auch Merkur, werden sichtbar, aber auch die Massenauswürfe.

Die vielen Striche sind kosmische Strahlen, hauptsächlich vom Sonnenwind, die am Ort des Detektors direkt einschlagen. Die langsam wandernden Punkte sind Sterne.

Am 31.3. und 1.4. werden die Plasmawolken von der Sonne an der Erde ankommen. Wir erwarten Polarlichter und  magnetische Stürme .

credit: SOHO/NASA

Da kommt was auf uns zu....: Es knallt auf der Sonne!

 Am 16.2. gab es eine riesige Explosion auf der Sonnenrückseite, ein koronaler Massenaufwurf einer Stärke wie seit 5 Jahren nicht mehr.

Das SOHO-Sonnenobservatorium (Satellit) zeigt die Bilder mit dem Koronographen. Der innere Teil ist abgeblendet, der weiße Kreis stellt die Größe der Sonne dar.

Vermutlich hat sich die Ende Januar/Anfang Februar auf der uns zugewandten Seite sichtbare Riesengruppe weiterentwickelt und vergrößert (vergleiche die Posts von damals). In etwa einer Woche wird sie wieder von der Erde aus sichtbar sein.

Aber warum so lange warten?

Wir können auch jetzt die aktuelle Rückseite der Sonne beobachten!

Von solchen Riesengruppen gehen "seismische" Wellen aus ("Erdbebenwellen" auf der Sonne). Die führen zu Bewegungen auf der Vorderseite, die man über den Dopplereffekt beobachten kann und aus denen sich ein Abbild der Rückseite erstellen lässt.

Genau das zeigt das zweite Bild.

In der Tat kann man ein großes Aktivitätszentrum erkennen.

Im Bild sieht man die aktuelle Sonnenrückseite als seismisches Bild, rechts die Magnetfeldstruktur der Aktivitätsgebiete auf der Vorderseite.

Sozusagen ein Rundumblick.

Noch imposanter ist der Videofilm, der die Entwicklung der letzten 30 Tage auf Vorder- und Rückseite der Sonne zeigt.

Bild 1 SOHO

Bild 2, Video: jsoc standford education University

Hinter den Wolken....

 muss der Blick wohl fantastisch sein...

Mit Hilfe des SOHO-Satelliten Observatoriums können wir auch die Sonne sehen:

Bild 1: Verteilung der Sonnenflecken heute morgen

Man erkennt einmal, dass sich die Fleckengruppen auf der Nord- und Südhalbkugel parallel zum Sonnenäquator anordnen.

Ganz links sind zwei Fackelgebiete zu sehen. Das sind über den Aktivitätsgebieten schwebende heißere Gase, die länger als die Sonnenflecken auftreten.

Bild 2: Magnetogramm der Sonne von heute morgen

Hier sind die Magnetfelder dargestellt, die Polung wird durch Schwarz und Weiß unterschieden.

Man erkennt, dass die Polung auf Nord- und Südhalbkugel entgegengesetzt ist. Auch dort, wo wir noch keine Sonnenflecken sehen, oder keine mehr, sind die Magnetstrukturen, die zu Sonnenflecken führen sichtbar.

Sonnenflecken sind eben durch Magnetfelder abgekühlte Bereiche der Photosphäre.

Bild 3: Obere Korona

Bei einer Wellenlänge von 28 nm (UV) sieht man nur das Leuchten von 2 Millionen K heißen Koronagasen. Das Bild stammt vom 27.1., deswegen sind alle Strukturen, bedingt durch die Sonnenrotation, etwas weiter links.

Man sieht hier, dass die Magnetfelder, die in der Photosphäre für Abkühlung sorgen, weit oberhalb in der Korona aufheizen. Ein Phänomen, dass noch nicht restlos geklärt ist.

Bilder: SOHO/NASA/ESA

Wo ist eigentlich Parker Solar Probe?

 Dieser Satellit hat im letzten Jahr Geschichte geschrieben:

Zum ersten Mal hat ein von Menschen gebauter Körper die Sonne "berührt".

Wie man nachträglich berechnet hat, war das am 28.4.21, 13 Millionen km über der Sonnenoberfläche.

Dort liegt die Alfén-Grenze: Innerhalb halten starke Magnetfelder das Plasma zurück und lassen es immer wieder Richtung Sonne strömen. Außerhalb geht das Plasma in den Sonnenwind über.

Insgesamt  24 Umläufe macht der Satellit.

Am 21.11.21 war er noch näher an der Sonne: nur 8,5 Millionen km über der Oberfläche bei einer Geschwindigkeit von 590 000 km/h.

Eine 12 cm dicker Panzer aus Kohlenstoff-Fasern schützt die Sonde vor der Hitze.

In diesen Tagen it die Sonde wieder 102 Millionen km von der Sonne entfernt, aber sie wird sich bald wieder annähern. Das nächste Perihel ist am 25.2.

Am Himmel würde man sie in der Abenddämmerung links neben der Sonne sehen, aber dazu ist sie zu lichtschwach.

Bild 1: Künstlerische Darstellung (NASA/APL/Gribben)

Bild 2: Skizze der 24 Umläufe, Lage der bisher stärksten Annäherung am 21.11.21 (NASA)

Es geht ab auf der Sonne

Der neue Sonnenfleckenzyklus (Nummer 25) scheint viel intensiver zu verlaufen als es die bisherigen Vorhersagen des Solar Cycle Prediction Panels auf Grund der langfristigen Aktivitäten annehmen lassen: Im Dezember 21 war die Aktivität etwa doppelt so hoch.

Das lässt auf viele Polarlichter und magnetische Stürme hoffen.

Bild 1: Vergleich Vorhersage und beobachtete Aktivität (SCPP)

Bild 2: Sonne am Mittwochvormittag (interessant: erneut die hauptsächliche Aktivität auf der Südhalbkugel).

Auf der Sonne geht es richtig ab....

 Ich beobachte seit bestimmt 55 Jahren immer wieder die Sonne...aber das habe ich noch nie gesehen...

Auf der Südhalbkugel bildet sich zur Zeit eine lange Kette großer Sonnenfleckengruppen, die durch die Rotation am Rand auftauchen und in die Sonnenmitte wandern.

Werden wir bald mit einer Folge von Flareausbrüchen bombardiert?

Sonnenflecken sind Bereiche, in denen Magnetfelder aus dem Inneren der Sonne aufsteigen und die Photosphäre um etwa 1000° abkühlen, weshalb diese Gebiete schwarz erscheinen.

Das Bild (credit: SOHO) zeigt die Anordnung am Mittwochabend.

Die helleren Gebiete sind über den Sonnenflecken schwebende heiße Gaswolken (Sonnenfackeln).

Das Video zeigt wie in den letzten Tagen die Flecken in die Scheibenmitte gewandert sind.

So: Sonne heute

 Wenn wir schon die Sonne nicht direkt am Himmel sehen, usnere Sonnenbeobachtungsstaelliten liefern uns aber immer ein aktuelles Bild.

Die Auzfnahmen hier stammen vom Satellitenobservatorium SOHO, alle heute Nacht gemacht:

Bild 1: Sonne im Weißlicht

Man sieht einen relativ großen Sonnenfleck und oben, gegenüber des Sonnenäquatots eine winzige kleine Pore.

Links unterhalb des unteren Flecks sieht man einige aufgehellte Gebiete, Sonnenfackeln.

Sonnenflecken sind durch Magnetfelder abgekühlte Bereiche der Photosphäre. 

Sonnenfackeln sind über den Sonnenflecken schwebende heißere Gebiete.

Bild 2: Magnetfeldstruktur 

Durch eine Untersuchung der Aufspaltung von Spektrallinien kann man für jede Stelle der Sonne Stärke und Richtung (hier schwarz/weiß dargestellt) des Magnetfeldes darstellen.

Für beide Sonnenflecken erkennt man großräumige, bipolare Magnetstrukturen. Das spricht dafür, dass es alte Sonennfleckengruppen am Ende der Aktivität sind. Zuerst verschwinden die Sonnenflecken, dann erst die Magnetfelder.

Man erkennt auch sehr schön, dass die Magnetfeldpolung auf beiden Seiten des Sonnenäquators entgegengesetzt ist (S/W, W/S).

Bild 3: Koronastruktur

Diese Idee wird auch dadurch verstärkt, dass sich die Magnetfelder der beiden Flecken bis in hohe Koronaschichten auswirken. Die Aufnahme hier zeigt Koronaplasma bei 2 Mill Grad, das ist ganz weit oben in der Sonnenatmosphäre.

 

Die Strahlenbelastung geht zurück

 Im Sonnenfleckenminimum ist das Sonnenmagnetfeld am schwächsten und deswegen können kosmische Strahlen nahezu ungehindert zur Erde vordringen. Dort dienen sie ev. nicht nur als Keime für Wolken, sondern erzeugen auch sekundäre Strahlungen, die man am Erdboden und in der Atmosphäre messen kann.

Eine Gruppe von Oberstufenschüler/innen aus Kalifornien startet seit Jahren regelmäßig Stratosphärenballons und misst regelmäßig die Stärke der kosmischen Strahlung in der Stratosphäre.

Sie nennen sich "Earth to Sky Calculus" und sind über facebook gut zu finden.

Ihre aktuelle Messkurve zeigt deutlich den Anstieg bis zum Minimum und den nun erfolgter leichten Rückgang der kosmischen Strahlung, da uns das sich stärkende Sonnenmagnetfeld wieder besser schützt.

Ein Risiko weniger bei Langstreckenflügen....

 

Die Sonne heute

 Nun sieht man sie wieder...und das soll jetzt eine Woche so bleiben...,

Blicken wir einmal mit dem SDO-Satelliten auf die Sonne. Dier Aufnahmen sind von heute früh gegen 8.30 Uhr

Bild 1: Sonne im sichtbaren Licht. Man erkennt zwei Sonnenflecken, einen größeren links oben und einen kleinen rechts unten. Der ist von kleinen hellen Sonnenfackeln umgeben (heißere Calziumdampfwolken über den Flecken).

Zur Erinnerung: Sonnenflecken sind durch Magnetfelder abgekühlte Bereiche der Photosphäre.

Bild 2. Magnetogramm

Die Magnetfeldstrukturen werden durch weiß/schwarze Bereiche markiert. Man erkennt, dass noch andere Bereiche magnetisch aktiv sind, aber noch keine oder keine Sonnenflecken mehr besitzen.

Magnetogramme werden erstellt, in dem die Aufspaltung von Spektrallinien in Magnetfeldern vermessen werden (Zeeman-Effekt).

Bild 3: Sonne im UV bei 30,4 nm. Licht stammt von He+ bei 50 000 K aus der Chromosphäre

Bild 4: Sonne bei 19,3 nm im Licht von 11-fach ionisiertem Eisen bei 1,25 Millionen Grad. Man sieht die Strukturen der Korona, insbesondere der Koronalen Löcher, aus denen der Sonnenwind austritt.

Video 1: Drehende Sonne am 13.7. bei 30,4 nm

Video 2: Drehende Sonne am 13.7. bei 19,3 nm.

Die Videos vom 14.7. haben leider viele Störungen.

Und sie dreht sich doch....

 die Sonne, das sieht man an der Wanderung der Sonnenflecken.

Am 13.6. (gepostet am 14.6.) hat Bernd Holstein die Sonne fotografiert und ein Fleck war ganz am Rand zu sehen.

Gestern, am 17.6., hat er erneut beobachtet. Deutlich sieht man die Verschiebung des Fleckes durch die Sonnenrotation.

Aufnahmedaten: Kassel Wehlheiden 17.06.2021 /  16:13  EOS 600D ISO 100 Teleskop APO F7, Fotoline mit IR Filter 

Wird der kommende Sonnenfleckenzyklus besonders stark?

 Traditionelle Vorhersagen von NASA und  NO=AA gehen von einem neuen Zyklus aus, der ähnlich abläuft we der jetzt zu Ende gehende, mit einer maximalen Sonnenfleckenrelativzahl von etwa 115.

Forschende der NCAR (National Center for Atmospheric Research) gehen von einem besonders starken kommenden Zyklus aus.

Sie orientieren sich an der Zeit zwischen zwei Auslöschungen der Magnetfelder von Nord- und Südhalbkugel.

Je kürzer diese Zeit ist, desto stärker ist der kommende Zyklus.

Vor dem langen Daltonminimum Anfang des 19.Jahrhunderts war der Abstand 15 Jahre.

Im letzten Zyklus löschten sich die Magnetfelder schon nach 10 Jahren aus. Das lässt ein Sonnenfleckenmaximum von knapp 250 erwarten.

In ein paar Jahren wissen wir es.

Sehr schön sind die Animationen aus der Arbeit:

Links sieht man, wie due unterschiedlich gepolten Magnetbänder auf beiden Seiten Richtung Sonnenäquator wandern und sich dort auslöschen.

Rechts ist der Verlauf der Sonnenaktivität insgesamt und für die beiden Halbkugeln getrennt dargestellt und unten rechts sieht man die Breitenwanderung der Sonnenflecken.

Die Sichelsonne war da!

 Nach 6,5 Jahren war endlich mal wieder eine partielle Sonnenfinsternis in Kassel zu sehen, zwar nur 13%...aber immerhin.

Es gab Schulen, die ihren Jugendlichen ermöglicht haben während der besten Unterrichtszeit durch unseren Livestream einen Blick nach oben zu ermöglichen.
Aber es gab Schulen, die keinerlei Interesse zeigten auch nur Naheliegendes zu ermöglichen.

Für die jetzigen Jugendlichen ist diese Sonnenfinsternis die erste, an die sie sich in ihrem leben werden erinnern.

Warum geht man nicht mal kurz auf den Schulhof oder schaltet mal kurz in den Livestream?

Realität in den Unterricht zu bringen, macht anscheinend vielen Lehrer/innen Angst...immerhin habe ich nirgendswo verhangene  Fenster gesehen, wie 1999...

Aber immerhin über 1000 Computer waren bei uns zugeschaltet, darunter einige Schulklassen, also vielleicht 1300 Besucher/innen.

Kurz vor 11.00 Uhr hat Mark die Sternwarte vorbereitet, im Seminarraum war alles für die Übertragung der drei Vorträge vorbereitet.

Das Einzelbild zeigt die Sonne im Lichte des Calziums. Deutlich sieht man einige heißere Gebiete in der Chromosphäre (Einzelbild aus dem Livestream).

Aufnahmen im Lichte des Wasserstoffs waren wegen des doch sehr diesigen Wetters nicht möglich.

Die Kollage zeigt Bilder, die ich mit meiner alten Sony gemacht habe (für die neue habe ich noch kein Sonnenfilter...). 1200 mm Brennweite,1/2000 sec, ISO 250, leichte Nachvergrößerung.

Unter www.sfn-kassel.de/sonnenfinsternis findet man weiterhin alle Infos und alle vier Videos (den Livestream muss man dann durch Anklicken sich auf You Tube ansehen, warum auch immer...).

Vor 100 Jahren: Ein Sonnensturm tobt über die Erde

 Am 15.5.1921 trat, bei einer relativ kleinen Sonnenaktivität im abfallenden Zyklus, der stärkste Sonnensturm des letzten Jahrhunderts auf.

Über einer großen Sonnenfleckengruppe wurden Teile der Sonnenkorona als Plasmawolke in das Weltall geschossen (CME: Coronal Mass Ejections). Zufälligerweise trafen sie die Erde. Dabei wurde das Magnetfeld der Erde durch die auftreffenden Ladungen stark abgeschwächt.

Solche Effekte kennt man: Sich verändernde Magnetfelder rufen elektrische Felder und damit hohe Spannungen und Ströme hervor. Das ist die Induktion.

Durch Induktionseffekte erzeugen wir (außer bei Solarstrom) unseren elektrischen Strom und kochen auf dem Induktionsherd.

Damals gab es extrem starke Induktionsströme in Telegraphen - Stationen, die in vielen Ländern schlichtweg in Flammen aufgingen. Ganze Häuser brannten ab. In manchen Telefonleitungen gab es Spannungsspitzen von 1000 V.

1989 führte ein deutlich schwächerer Sonnensturm zum neunstündigen Ausfall vieler Kraftwerke in Kanada.

Seit dieser Zeit hat man immer mehr Kraftwerke gegen solche Überspannungen abgesichert.

Trotzdem wäre ein solcher Sonnensturm 2021 dramatischer. Unser Leben wird durch empfindliche Elektronik bestimmt. Wir navigieren mit Hilfe von GPS-Satelliten und organisieren uns durch Computernetzwerke.

All das könnte bei einem erneuten Sonnensturm schlichtweg zerstört werden.

Sonnenstürme sind eine gewaltige Bedrohung für die technische Zivilisation auf der Erde. Die anderen erleben ein wunderbares Schauspiel von Polarlichtern bis in die Äquatorregion. Sie können aber  wahrscheinlich niemandem mehr davon Bilder versenden...

Das bisher stärkste Ereignis war 1859. Damals gab es recht wenig Schaden, weil fast keine zerstörbare Technik auf der Erde war.

Etwa alle 150 Jahre sollte ein solch starker Sonnensturm auftreten.

Wir warten... wie üblich extrem schlecht vorbereitet...

Der Übeltäter 1921:

 

Tsunami auf der Sonne

 Am 7.5. explodierte ein Magnetfeldgebiet als Flareausbruch auf der Sonne. Seitwärts raste mit 250 km/sec eine Plasmawelle über 100 000 km erit durch die Korona, eine Art solarer Tsunami.

Bilder: SDO

Blick auf Merkur und Venus

 Beide Planeten stehen dicht bei der Sonne und können von der Erde aus nicht beobachtet werden. Aber im Weltall ist der Himmel auch neben der Sonne schwarz. Wenn man dann noch das Licht der Sonnenscheibe ausblendet, erkennt man die beiden Planeten, wie auf dieser Aufnahmeserie des Sonnenstalliten SOHO vom 20.4.

Merkur und venus sind in längliche Belichtungseffekte eingebunden, das flackernde Auftauchen kleiner Linien sind Teilchen des Sonnenwindes, die in den Detektor treffen.

Über Merkur sieht man auch eine kleine CME, einen koronalen Massenauswurf auftauchen.

 Der Anblick des Satelliten entspricht auch dem Blick von der Erde aus. Merkur und Venus stehen links von der Sonne. Sie werden jetzt auf einem Bogen um sie herumlaufen, ihren Abstand am Himmel vergrößern. Anfang Mai werden wir sie dann als Abendsterne im NW erkennen.

Kommt das Sonnenfleckenmaximum früher?

 In den beiden vom NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) veröffentlichten Graphen sieht man  die Sonnenfleckenrelativzahl (Maß für die Anzahl der Sonnenflecken) sowie den 10,7 cm Radiofluss (korreliert mit der Relativzahl, ist objektiver zu messen und wird auch von den Aktivitäten auf der Rückseite der Sonne beeinflusst).

Eingezeichnet sind die Monatsmittel sowie die geglätteten Werte  (Mittelwerte aus vorausgehenden und folgenden Monatsmitteln). Deutlich erkenntn man, dass seit dem Herbst 2020 die Aktivität über den prognostizierten Werten liegt.

Demnach sollte das Aktivitätsmaximum im Juli 2025 (+/- 8 Monate) erreicht werden. Nach einer neuen Anpassung der aktuellen Daten könnte es auch etwa ein halbes Jahr vorher, als Ende 2024 eintreten.

Noch sind wir aber weit davon entfernt, wie ein Blick auf die aktuelle Sonne (heute 8.30 Uhr) zeigt (SDO-Satellit, Solar Dynamic Observatory). Eine kleine Fleckengruppe und ein Aktivitätsgebiet mit Sonnenfackeln sind zu sehen.