Unser Sonnensystem
Die langfristige Sonnenaktivität

Emil Khalisi

Der Zyklus der Sonnenflecken dauert im Mittel 11 Jahre. Das Maximum der Relativzahl nahm während der vergangenen Zyklen stetig ab, so dass man in Fachkreisen immer häufiger über eine neue aktivitätslose Phase, vergleichbar mit dem Maunder-Minimum im 17. Jahrhundert, spekuliert hat. Wie es zu den Aussetzperioden kommt, ist bis heute eine ungeklärte Frage. Dieser Artikel beschäftigt sich mit den Ursachen des solaren Aktivitätszyklus.

Sonnenflecken wurden seit der Antike immer wieder sporadisch gesichtet, aber erst die Erfindung des Teleskops führte zu ihrer systematischen Beachtung. Ab 1610 gab es mehrere unabhängige Pioniere, die über die Natur ihrer Entdeckung diskutierten und sich nebenher heftige Prioritätsstreitigkeiten lieferten.

Der elfjährige Zyklus

Der Apotheker Heinrich Schwabe (1789–1875) erkannte nach einer 17-jährigen Aufzeichnungsinitiative, dass die Häufigkeit der Sonnenflecken variierte. Er schloss auf eine Periode von etwa 10 Jahren. Eine Periodizität hatte der dänische Astronom Christian Horrebow (1718–1776) schon um 1775 erkannt, aber seine Arbeit wurde jahrzehntelang nicht beachtet.

Zur Mitte des 19. Jahrhundert unternahm Rudolf Wolf (1816–1893) wichtige Folgearbeiten: quantitative Erfassung der Fleckentätigkeit mittels Relativzahlen, der Zusammenhang mit der geomagnetischen Aktivität und die rückwirkende Rekonstruktion der Zyklen bis ins Jahr 1745. Er präzisierte die Periodenlänge von Schwabe auf 11,1 Jahre [3]. 1908 zeigte George Ellery Hale (1868–1938), dass die Sonnenflecken stark magnetisiert waren und ihre Polarität zwischen der Nord- und Südhemisphäre alternierte. Ein vollständiger magnetischer Aktivitätszyklus umfasst daher zwei Fleckenzyklen bzw. 22 Jahre.

Zwischen der neuzeitlichen Entdeckung der Flecken um 1610 und der Realisierung der Periodizität liegen mehr als 200 Jahre. Diese lange Zeit beruht nicht auf einem Mangel an Beobachtungen, sondern dass nach der Entdeckung eine Phase eintrat, in der die Sonnenflecken außerordentlich rar wurden. Zum Ende des 19. Jahrhunderts fiel den beiden Astronomen Gustav Spörer (1822– 1895) und Edward Maunder (1851–1928) auf, dass die entsprechenden Berichte von 1645 bis 1715 dürftig waren (Abb. 1). Der Astronom John Eddy (1931–2009) erforschte 1976 die unterrepräsentierte Phase erneut und benannte sie nach Maunder. Eine weitere Phase von geringer Fleckensichtbarkeit muss zwischen 1420 und 1570 eingetreten sein; sie trägt die Bezeichnung Spörer-Minimum. Ein dritter Abschnitt erstreckte sich von etwa 1796 und bis 1825: das Dalton-Minimum. Letzteres endete, unmittelbar bevor Schwabe mit seiner Erhebung begann.

Die Nummerierung der Fleckenzyklen beginnt mit dem Minimum von 1755, dem ersten von Rudolf Wolf identifizierten. Seit dem hat man 24 Zyklen gezählt. Die jeweiligen Perioden haben sich als unbeständig herausgestellt. Ihre Dauern pendeln zwischen 9 und 14 Jahren. Ebenso unterscheidet sich die Höhe des Maximums teilweise um mehr als 100%. So kann die von Wolf eingeführte Relativzahl den Wert 200 überschreiten, aber auch merklich unter 100 bleiben.