Schlagwort: Protuberanz

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Sonne und Protuberanz

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: jp-Brahic

Beschreibung: Dramatische Protuberanzen ragen manchmal knapp über den Sonnenrand. Das war letzte Woche der Fall, als die oben dargestellte große Protuberanz eine kürzlich äußerst aktive Sonne betonte. Die Chromosphäre im Vordergrund ist als wogendes Meer aus heißem Gas zu sehen – abgebildet in einer spezifischen Farbe des Lichts, das von Wasserstoff abgestrahlt wird. Eine Sonnenprotuberanz ist eine Wolke aus Sonnengas, das vom Magnetfeld der Sonne über der Oberfläche gehalten wird. Die Erde, als Einschub dargestellt, ist kleiner als die Protuberanz. Obwohl sie sehr heiß sind, erscheinen Protuberanzen üblicherweise dunkel, wenn sie vor der Sonne zu sehen sind, da sie etwas kühler sind als die darunter liegende Photosphäre. Eine ruhige Protuberanz bleibt meist etwa einen Monat lang bestehen, kann aber als Koronaler Massenauswurf (KMA) ausbrechen und heißes Gas ins Sonnensystem schleudern, von dem ein Teil die Erde treffen und Polarlichter auslösen kann.

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Sonnenfinsternis über Uganda

Die dunkle Silhouette des Mondes ist von Protuberanzen und zarten Schleiern der Sonnenkorona umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: Jaime Vilinga – Zusammenarbeit / Institut d’Astrophysique de Paris

Als der dunkle Kernschatten des Mondes am 3. November über Pokwero im Nordwesten von Uganda raste, war die Sonnenscheibe 20 Sekunden lang vollständig verfinstert. Daher war während der Sonnenfinsternis ein Blick mit Teleskop auf die Totalität bei klarem Himmel in Zentralafrika sehr begehrt.

Auf dieser prächtigen Himmelsszenerie bedeckt der Mond nur die überwältigend helle Photosphäre. Das ist die tiefer liegende, sonst sichtbare Schicht der Sonnenatmosphäre. Das rötliche H-Alpha-Leuchten der Sonnenchromosphäre reicht über die Photosphäre hinaus. Es umrahmt die Silhouette des Mondes und läuft in die dünne, heiße äußere Sonnenatmosphäre oder Korona aus.

Planetengroße Protuberanzen ragen aus der Oberfläche der aktiven Sonne hoch. Sie schmücken den Rand der Silhouette, darunter auch eine Wolke aus leuchtendem Plasma, die nahe der Ein-Uhr-Position von der Chromosphäre getrennt zu sehen ist.

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Koronaler Regen auf der Sonne

Videocredit: Solar Dynamics Observatory, SVS, GSFC, NASA; Musik: Thunderbolt von Lars Leonhard

Regnet es auf der Sonne? Ja. Aber das, was herunterfällt, ist kein Wasser, sondern extrem heißes Plasma. Das geschah zum Beispiel Mitte Juli 2012 nach einem Ausbruch auf der Sonne. Dieser Ausbruch erzeugte einen koronalen Massenauswurf und eine mittelgroße Sonnenfackel.

Noch ungewöhnlicher war jedoch, was danach geschah. Der Film zeigt Plasma in der nahen Sonnenkorona, das abkühlte und zurückfiel. Dieses Phänomen wird als koronaler Regen bezeichnet. Die geladenen Elektronen, Protonen und Ionen im Regen wurden elegant entlang der Magnetfeldschleifen auf der Sonnenoberfläche kanalisiert. Die Szene erinnert an eineinen surrealen dreidimensionalen Wasserfall ohne Quelle.

Das überraschend ruhige Spektakel ist hier in Ultraviolettlicht abgebildet. Es zeigt Materie, die mit einer Temperatur von etwa 50.000 Kelvin leuchtet. Jede Sekunde im Zeitraffervideo dauert in Echtzeit etwa 6 Minuten. Somit dauerte die ganze koronale Regenszene etwa 10 Stunden.

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Ein Sonnenballett


Videocredit: NASA/Goddard/SDO-AIA-Team

Manchmal scheint die Sonne zu tanzen. Am vergangenen Silvesterabend zeigte die NASA-Raumsonde Solar Dynamics Observatory SDO eine eindrucksvolle Protuberanz, die auf der Sonnenoberfläche ausbrach. SDO befindet sich in einer Umlaufbahn um die Sonne.

Dieses Zeitraffervideo komprimiert vier Stunden. Es zeigt die dramatische Explosion im Ultraviolettlicht. Besonders interessant ist das verschlungene Magnetfeld. Es inszeniert eine Art Sonnenballett für das heiße Plasma, während das Plasma zur Sonne zurückfällt. Die Größenordnung der zerfallenden Protuberanz ist gewaltig – die ganze Erde würde leicht unter den fließenden Vorhang aus heißem Gas passen.

Eine reglose Protuberanz bleibt normalerweise etwa einen Monat lang bestehen. Sie kann als koronaler Massenauswurf (KMA) ausbrechen, der heißes Gas ins Sonnensystem schleudert. Der Energiemechanismus, der zu einer Sonnenprotuberanz führt, wird weiterhin erforscht. Dieses Jahr nähert sich die Sonne einem Sonnenmaximum. Sonnenaktivitäten wie ausbrechende Protuberanzen treten dann wohl häufiger auf.

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Sonnenfinsternis über Queensland

Der schwarze Kreis im Bild ist der Mond. Oben blitzt ein Scheibchen Sonne über den Rand, ein Diamantring und einige Bailysche Perlen. Oben ragen rote Protuberanzen über den Mondrand.

Bildcredit und Bildrechte: Phil Hart

Der Neumond am 13. November (UT) brachte Teilen des Planeten Erde eine totale Sonnenfinsternis. Ein Großteil des Finsternispfades, wo die Totalität zu sehen war, fiel auf den Südpazifik. Der dunkle Kernschatten des Mondes begann seine Reise bei Nordaustralien laut Ortszeit am Mittwoch früh.

Auf dem Pfad entstand dieser Schnappschuss mit einem Teleskop am Mulligan-Highway von Port Douglas. Er zeigt die Mondsilhouette am Himmel über Queensland. Die Sonnenscheibe war fast ganz bedeckt. Sie ist noch zu sehen und von einer Andeutung der blassen Sonnenkorona umgeben.

Planetengroße Protuberanzen ragen über dem Sonnenrand. Durch die Lücken im zerklüfteten Profil des Mondrandes strömt Sonnenlicht. Es erzeugt die gleißenden, flüchtigen Bailyschen Perlen.

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Schwarze Sonne und invertiertes Sternenfeld

Mitten im Bild schwebt ein blaugrauer Ball, der am Rand heller wird. Er ist von hellen und dunklen Fasern überzogen und granuliert. Der helle Hintergrund ist schwarz gesprenkelt.

Bildcredit und Bildrechte: Jim Lafferty

Wirkt diese dunkle Kugel irgendwie vertraut? Vielleicht, denn es ist unsere Sonne. Im Bild wurde die Sonne in einer sehr speziellen roten Farbe des Lichts fotografiert, dann auf Schwarz-weiß reduziert und schließlich invertiert. Das Ergebnis wurde in ein ebenfalls invertiertes Sternenfeld gesetzt.

Im Bild der Sonne sind lange helle Fasern zu sehen, aber auch dunkle aktive Regionen. Es sind Protuberanzen, die am Rand hochragen. Dahinter ist ein bewegter Teppich aus heißem Gas. Die Oberfläche unserer Sonne wurde in den letzten zwei Jahren sehr belebt, weil sie sich einem Maximum an Sonnenaktivität nähert. Das ist eine Zeit, in der die Magnetfelder an der Oberfläche sehr komplex sind.

Neben einer aktiven Sonne kann auch ausgestoßenes Plasma malerisch sein – nämlich dann, wenn es auf die Erdmagnetosphäre trifft und Polarlichter hervorruft.

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Eine Sonnenprotuberanz bricht aus

Rechts ragt ein Teil der Sonne ins Bild. Am linken Sonnenrand leuchtet eine helle Aktive Region, und quer über das ganze Bild verläuft eine Protuberanz, die links weit ins All hinausreicht.

Bildcredit: GSFC der NASA, SDO AIA Team

Was ist mit unserer Sonne passiert? Nichts Besonderes – sie stieß bloß eine Protuberanz aus. Ende letzten Monats brach plötzlich eine lange bestehende Sonnenprotuberanz in den Weltraum aus und erzeugte einen mächtigen koronalen Massenauswurf (KMA). Die Protuberanz wurde tagelang vom variablen Magnetfeld der Sonne in Schwebe gehalten. Doch der Zeitpunkt des Ausbruchs war unerwartet.

Die Explosion wurde vom Solar Dynamics Observatory (SDO), das die Sonne umkreist, genau beobachtet. Die Sonne schleuderte Elektronen und Ionen ins Sonnensystem. Einige davon erreichten drei Tage später die Erde und trafen auf ihre Magnetosphäre. Dabei entstanden sichtbare Polarlichter.

Über der ausbrechenden Protuberanz verlaufen auf dem Ultraviolettbild Plasmaschleifen um eine aktive Region. Keine Sorge, wenn ihr die Polarlichtschau verpasst habt. In den nächsten zwei Jahren erreicht unsere Sonne ein Maximum an Sonnenaktivität. Das verspricht weitere KMA und noch mehr Polarlichter auf der Erde.

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Ein Filament über der Sonne

Die Sonne ist schwarzweiß und invertiert dargestellt, daher ist der Rand heller. Links schwebt eine riesige lange Protuberanz über der Oberfläche, rechts ist eine Sonnenfleckengruppe.

Bildcredit und Bildrechte: Bret Dahl

Schwebt da eine Wolke über der Sonne? Ja, aber sie ist ganz anders als die Wolken, die über der Erde schweben. Die lange, helle Struktur links im Negativbild ist eine Sonnenprotuberanz. Sie besteht hauptsächlich aus geladenem Wasserstoff, der von den gekrümmten Magnetfeldern der Sonne hochgehalten wird.

Im Gegensatz dazu sind Wolken über der Erde viel kühler. Sie bestehen hauptsächlich aus winzigen Wassertröpfchen. Diese werden von der Luftbewegung hochgehalten, weil sie so wenig wiegen.

Diese Protuberanz wurde vor etwa zwei Wochen in der Nähe der aktiven Sonnenregion AR 1535 fotografiert. Rechts neben der Protuberanz ist eine dunkle Sonnenfleckengruppe.

Protuberanzen bleiben meist einige Tage bis eine Woche bestehen. Eine lange Protuberanz wie diese kann jedoch einen Monat oder länger über der Sonnenoberfläche schweben. Manche Protuberanzen lösen große Hyper-Flares aus, wenn sie plötzlich über der Sonne zusammenbrechen.

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