Solare Magnetfelder

Die Sonnenaktivität ist durch das Magnetfeld bestimmt. Dieses durchdringt alle Schichten der Sonne und verbindet sie mit dem interplanetaren Raum und somit auch mit unserer Erde. In der Sonnenatmosphäre ist das Magnetfeld stark strukturiert, von großen bis zu kleinen zeitlichen und räumlichen Skalen. Dies führt zur Entstehung der bekannten Sonnenflecken, Poren, Eruptionen, Strahlungsausbrüche und Sonnenstürme sowie der Erzeugung von hochenergetischen Teilchen, der solaren kosmischen Strahlung.

Die Quelle der solaren Magnetfelder ist eine Dynamo an der Schnittstelle zwischen der Konvektionszone und dem Strahlungskern. Die von der Dynamo erzeugten Magnetfelder steigen durch die Konvektionszone auf und treten an der sichtbaren Sonnenoberfläche in Form von bipolaren Magnetgebieten hervor, die schließlich Schleifen bilden und bis zur Korona hinauf zu finden sind. Die Stellen, an denen die Schleife die Sonnenoberfläche durchdringt, entstehen Sonnenflecken oder Faculae. Hoch in der Korona ist das Magnetfeld so schwach, dass der Sonnenwind das Magnetfeld in den interplanetaren Raum aufziehen kann. Das Feld ist nahezu radial. 

Die magnetische Aktivität der Sonne zeigt eine zyklische Variation mit einer mittleren Periode von etwa 11 Jahren. Der 11-jährige Sonnenzyklus unterstützt stark die Idee eines großräumigen Sonnendynamos. Der Sonnenzyklus hat einen großen Einfluss auf die Entwicklung des globalen koronalen Magnetfeldes. Sonnenflecken, ein Nebenprodukt des großräumigen Dynamos, erscheinen, entwickeln sich und zerstreuen sich über mehrere Tage. Die Wechselwirkung zwischen der Entstehung von Sonnenflecken und dem bereits existierenden koronalen Magnetfeld erzeugt eine Vielzahl von dynamischen Sonnenphänomenen.

Forscherinnen und Forscher in der Sonnengruppe vom AIP konzentrieren sich auf die Schwerpunkte:

• Ableitung der Magnetfelder anhand von spektroskopischen sowie spektropolarimetrischen (Stokes-Linienprofile) Beobachtungen mit Inversionsmethoden in, z. B., Sonnenflecken, Sonneneruptionen oder Filamenten.
• Untersuchung der Veränderung des Magnetfeldes und Ursachenforschung zur Entstehung von magnetischen Gebieten und Strahlungsausbrüche auf der Sonne.
• Langzeitstudien über die Entwicklung des Magnetfeldes auf der ganzen Sonne über Jahrzehnte.