Techniklexikon

Sonnenfleckenzyklus

Astronomie und Astrophysik, zeitliche Entwicklung des Zeitraums von einem Minimum der Sonnenflecken zum nächsten. Die Periodenlänge des Zyklus beträgt ca. 11 Jahre, kann aber auch zwischen 7 und 17 Jahren liegen. In den ersten drei Jahren dieses Zeitraums steigt die Sonnenfleckenrelativzahl und damit die gesamte Aktivität der Sonne auf einen Maximalwert an, der sich wiederum mit einer Periode von etwa 80 Jahre verändert, und fällt dann eher langsam ab (siehe Abb. 1). Während eines Zyklus verändert sich aber nicht nur die Anzahl der Sonnenflecken, sondern auch ihre Verteilung auf der Sonnenoberfläche: Zu Beginn erscheinen die ersten Sonnenflecken in etwa 35° heliograpischer Breite nördlich und südlich des Äquators. Im Laufe des Zyklus wandert die Fleckenzone zum Äquator hin, wo sie zu Beginn des nächsten Zyklus erlischt (Spörers Gesetz) und sich der neue Zyklus wiederum durch Flecken in hohen Breiten ankündigt. Besonders deutlich wird diese Verteilung durch das sog. Schmetterlingsdiagramm, das erstmals von E.W. Maunder 1904 entworfen wurde (siehe Abb. 2). Während eines Zyklus haben die westlichen Flecken einer bipolaren Sonnenfleckengruppe einer Hemisphäre stets die gleiche Polarität (z.B. Nordpolarität), die der anderen Hemisphäre die entgegengesetzte Polarität (hier Südpolarität). Beim nächsten Zyklus sind die Polaritäten in den beiden Hemisphären entgegengesetzt. Somit bilden zwei aufeinanderfolgende Fleckenzyklen einen 22jährigen magnetischen Zyklus, den sog. Hale-Zyklus.

1843 erkannte H. Schwabe die Periodizität der Fleckenhäufigkeit, und die Dauer eines Fleckenzyklus bestimmte erstmals R. Wolf. G.E. Hale wies 1908 als erster die Existenz von Magnetfeldern in Sonnenflecken nach.

Sonnenfleckenzyklus 1: Jahresmittel der Sonnenfleckenrelativzahl seit 1611. Deutlich zu erkennen ist die Periodizität der Sonnenfleckenrelativzahl mit einer Periodenlänge von etwa 11 Jahren und die Periodizität ihrer Maximalwerte. Zwischen den Jahren 1645 und 1715 (Maunder-Minimum) war die Fleckenhäufigkeit bzw. die Gesamtaktivität auf der Sonne drastisch reduziert, was ¹⁴C-Messungen in Baumringen und Berichte über Nordlichtbeobachtungen belegen. In diesen Zeitraum fällt auch die Kleine Eiszeit auf der Nordhalbkugel der Erde.

Sonnenfleckenzyklus 2: Graphische Darstellung des Spörerschen Gesetzes, das sog. Schmetterlingsdiagramm. Es trägt diesen Namen, da die Breitenverteilung der Sonnenflecken, dargestellt über einen Sonnenfleckenzyklus, die Form eines Schmetterlings hat.