Sonne Stand :

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1 Sonne Stand : Allgemein Die Sonne hat einen Durchmesser von ca 1,4 Millionen km. Das Alter wird auf 4,6 Milliarden Jahre geschätzt. Die Lebensdauer soll bei 10 Milliarden Jahren liegen. Es werden 4 Millionen Tonnen Sonnenmaterie je Sekunde in reine Energie durch Kernfusion umgwandelt. Die äußeren Schichten der Sonne zeigen unterschiedliche Rotationen: am Äquator rotiert die Oberfläche einmal alle 25,4 Tage, in der Nähe der Pole dauert es 36 Tage. Dieses seltsame Verhalten beruht auf der Tatsache, daß die Sonne kein fester Körper wie die Erde ist. Ähnliches Verhalten findet man auch auf den Gasplaneten. Diese unterschiedliche Rotation reicht beträchtlich weit ins Innere, wobei nur der Kern wie ein fester Körper rotiert. Alle 11 Jahre polt sich das Magnetfeld der Sonne um. Die Sonne hat also einen 22-jährigen Zyklus. Aus dem Sonnennordpol wird dann ein Sonnensüdpol. Hohe Werte von Druck, Temperatur und Dichte lösen Kernprozesse im Sonneninneren aus. Die freigesetzte Energie wird durch Strahlung nach Außen transportiert und in den Weltraum abgestrahlt. Die Gesamtstrahlung setzt sich aus elektromagnetischen Wellen und einer Teilchenstrahlung (Korpuskularstrahlung) zusammen. Seite 1 von 9

2 Photosphäre Unserem Auge sichtbar ist eine ca 400 km dicke Schicht, welche das Sonneninnere von der Sonnenatmosphäre trennt. Chromosphäre Von ca. 400 km bis km besteht eine durchsichtige Region. Sie ist von Photosphärenlicht völlig überstrahlt und ist nur bei Sonnenfinsternissen als schmaler rosafarbener Saum sichtbar. Korona bildet die äußere Schicht der Sonnenatmosphäre Der Durchmesser beträgt mehrere Sonnendurchmesser. Selbst die Umlaufbahn der Erde befindet sich in der äußeren Sonnenkorona. Die Korona wird sichtbar bei totaler Sonnenfinsternis als leuchtender Lichthof (Halo) rund um die Sonnenscheibe. elektromagnetische Strahlung Der größte Teil der Sonnenenergie kommt aus der Photosphäre. Die Emission elektromagnetischer Wellen reicht von der Gamma-, über die Röntgen-, Ultraviolett-, Licht und Infrarotstrahlung bis zu den Radiowellen. Zum Aufbau und Zustand der für die Kurwelle bedeutsame Ionosphäre der Erde tragen jedoch nur die solaren Röntgen- und Ultraviolettstrahlen bei. Röntgenstrahlung Die Röntgenstrahlung kommt aus der Korona und ionisiert die Erdatmosphäre in Höhen von 50 und 150 km (D und E-Schicht) Ultraviolettstrahlung die Ultraviolettstrahlung kommt aus der Chromosphäre und bildet die F-Schicht und geringe Teile der D-Schicht (Stickstoffoxid) aus. Je dichter die Erdatmosphäre wird um so mehr wird die UV-Strahlung und die Röntgenstrahlung abgeschwächt und absorbiert. An der Erdoberfläche ist deshalb kaum noch eine ionisierende Strahlung nachweisbar (Sonnenbrille). Seite 2 von 9

3 kosmische Strahlung Von geringem Einfluß auf die Erdatmosphäre ist normalerweise die Korpuskularstrahlung. Diese Teilchenstrahlung (Massenstrom) wird heute als Sonnenwind bezeichnet. Sonnenwind Aus den koronalen Löcher der Sonnenkorona treten positive Ionen des Sauerstoffs und Elektronen aus. In Erdnähe hat der Sonnenwind eine Geschwindigkeit von ca. 400 km / Sekunde. Wenn die Geschwindigkeit steigt und damit die kinetische Energie größer wird, so gibt es Überlagerungen mit dem Erdmagnetfeld. Dies hat Störungen der Ausbreitungsbedingungen zur Folge. Durch ihre Bewegung erzeugen die geladenen Partikel des Sonnenwindes Magnetfelder, die mit dem Geomagnetfeld über der sonnenbeschienen Erdhalbkugel der Erde kollidieren. Seite 3 von 9

4 In etwa km Entfernung vom Erdmittelpunkt entsteht eine Kopfwelle. Der Sonnenwind gerät nun in ein Übergangsgebiet und wird dort verwirbelt und an der Magnetopause gezwungen die Magnetosphäre der Erde zu umfließen. Die Grenzschicht Magnetopause zwischen dem Übergangsgebiet und der Magnetosphäres ist im Gleichgewicht zwischen der Energie des Erdmagnetfeldes und der Bewegungsenergie des Sonnenwindes. Der Sonnenwind kann deshalb nicht oder nur unter bestimmten Sonderfällen in die Magnetosphäre eindringen. Der Sonnenwind komprimiert das Erdmagnetfeld auf der Tagesseite. Die Feldlinien der Nachtseite orientieren sich zu einem langgestreckten, offenen Schweif, der Seite 4 von 9

5 sich über die Mondbahn hinaus erstreckt. In einem Abstand von ca km vom Erdmittelpunkt formieren sich zwei gleich starke, aber entgegengesetzte gerichtete Magnetfelder, die durch eine Neutralschicht voneinander getrennt sind. Diese Neutralschicht saugt Partikel des Sonnenwindes an und leitet diese Plasmaschicht auf die Nachtseite der Erdatmosphäre fort. An den Polen bildet sich ein Polarlicht-Oval aus. Doch auch an der Tagseite der Erde kann solares Plasma (Sonnenwindpartikel) einströmen. Die neutralen Punkte, welche sich im Grenzgebiet zwischen geschlossenen und offenen Feldlinien der Magnetopause befinden sind dabei die Ventile. Um die Erde herum befindet sich also ein hochenergetischer Strahlungsgürtel dessen Nachweis 1958 durch Erdsatelliten erfolgte (van Allen-Gürtel). Der "normale" ständige Sonnenwind hat keine Auswirkung auf die Ausbreitung von Kurzwelle, da die Erdionosphäre nicht gestört wird. koronale Löcher Dies sind Gebiete mit geringerer Dichte und Temperatur in der Sonnen-Korona. Ihre Häufigkeit ist in den Jahren des Sonnenfleckenminimums am größten. Diese koronaölen Löcher sind nur als dunkle große Bereiche auf Röntgenaufnahmen sichtbar. Das menschliche Auge kann sie nicht wahrnehmen. Sie werden als Ursache für starke Sonnenwinde und damit verbundenen Störungen des Erdmagnetfeldes und damit empfindlich gedämpften Kurzwellenausbreitungen gesehen. Die D und E-Schicht wird dann stärker durch die Röntgenstrahlung ionisiert. Seite 5 von 9

6 Röntgen - Aufnahme der Plasmaströme UV-Aufnahme der Sonnenflecken Sonnenflecken erscheinen als dunkle Punkte, haben einen Seite 6 von 9

7 dunklen Kern und einen Hof. Sonnenflecken Durchmesser ca bis km Lebensdauer Tage bis mehrere Monate Entstehung in der Photosphäre Langlebige Flecken werden etwa nach 27 Tagen (= 1 Umdrehung der Sonne) beim ca Breitengrad wieder an gleicher Stelle sichtbar. Sonnenfleckenzyklus Die Relativzahl der Sonnenflecken ändert sich zyklisch etwa alle 11 Jahre. Im Einzelfall kann der Zyklus zwischen 7 und 17 Jahren schwanken Die typische Kurvenform ist jedoch stets dieselbe bei jedem Zyklus. Seit 1749 sind das insgesamt 21 Zyklen gezählt und ausgewertet worden. Das Bild zeigt die geglättete Mittelwert-Kurve. 4 Jahre Anstieg und 6,8 Jahre flachen Abfall Jeder Zyklus beginnt mit dem Fleckenminimum. Seite 7 von 9

8 Wo stehen wir im Moment in diesem Zyklus? Das nächste Minimum wird im Dezember 2006 / Januar 2007 erwartet!!! Das nächste Maximum soll 2010 / 2011 kommen!!! lt. Funk 7/2004 Seite 77 Wenn sich das Magnetfeld der Sonne im Sonnenflecken-Maximum umpolt, ist dies immer ein sicheres Zeiches, daß das Sonnenfleckenmaximum tatsächlich erreicht ist. Dies wird voraussichtlich im Jahre 2012 sein. Sonnenfleckenrelativitätszahl Im Zuge einer Vereinheitlichung wurde international die Fleckenhäufigkeit mit der Sonnenfleckenrelativitätszahl R oder SN bezeichnet. (SN = smoothed Sunspot-Number) Da die Fleckenform sehr unterschiedlich ist wurde eine Klassifizierung mit Großbuchstaben A - F eingeführt. Es bedeutet : A = ein kleiner einzelner, unipolarer Sonnenfleck oder eine sehr kleine Sonnenfleckengruppe ohne Halbschatten F = eine ausgedehnte bipolare Sonnenfleckengruppe mit Halbschatten an beiden Enden mit mindestens 15 Winkelgraden umfassender longituinaler Ausdehnung. Merke : Je komplexer die Sonnenfleckengruppen sind, umso größer ist der solare Flux und umso besser kann unser Funkwetter sein. Mit der Zunahme der Sonnenflecken verbessert sich die Möglichkeit DX zu machen. Seite 8 von 9

9 Fackeln An der äußeren Begrenzung einzelner Sonnenflecken bilden sich Fackelgebiete aus. Diese Fackeln sind heller und damit heißer als die Umgebung, sie haben riesige Ausmaße und treten sowohl in der Photosphäre als auch in der darüber liegenden Chromosphäre auf. Innerhalb der Fackelgebiete ereignen sich häufig Eruptionen (Ausbrüche), welche ein plötzliches "Aufflackern" und gleichzeitiges Vergrößern der Fackelflächen zur Folge haben. Die Eruptionen nennt man Flares. (flares = helles, flackerndes Licht) Auch hierfür wurden Buchstaben für 5 Klassen zugeordnet. A,B,C,M und X. Sie unterscheiden sich in der Intensität um den Faktor W/m². A-Flare = 100 Nanowatt / m² ( 10 hoch - 8) X-Flare = > als 0,1 mw / m² Diese kleinen Zahlenwerte dürfen nicht darüber hinwegtäuschen, dass der bei einem Fläre in die Ionosphäre eingekoppelte Energiebetrag im Gigawattbereich (10 hoch +9) liegt. Als Folge der Sonnen-Eruptionen (Flares) entstehen alle Formen elektromagnetischer Strahlung - sie oben -. Bei größeren Ausbrüchen findet auch eine erhöhte Korpuskularstrahlung ( die Sonnenwindstärke steigt an) statt. Die Leuchtkraft der Sonne wird durch die Flare-Erruptionen nicht merkbar beeinflusst und kann als konstant angesehen werden. Seite 9 von 9