Die Sonne dreht sich wie die Erde und andere Himmelskörper um ihre eigene Achse. Aber im Gegensatz zum etwa 24-Stunden-Tag unseres Planeten ist die Rotation der Sonne alles andere als gleichmäßig. Die Länge einer vollständigen Drehung hängt davon ab, von wo aus auf der Sonne Sie messen, und sogar davon, wie Sie es messen. Frühe Beobachtungen von Galileo Galilei im 17. Jahrhundert zeigten erstmals, dass sich die Sonne dreht, doch jahrhundertelange weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Realität viel komplexer ist als eine einfache Zahl.
Die frühen Entdeckungen: Sonnenflecken und Rotation
Galileis Beobachtungen von Sonnenflecken – dunklen Bereichen auf der Sonnenoberfläche –, die sich über die Sonnenscheibe bewegen, ließen ihn zu dem Schluss kommen, dass sich die Sonne etwa alle 28 Tage einmal dreht. Später, Mitte des 19. Jahrhunderts, verfeinerte der Astronom Richard Carrington diese Schätzung auf etwa 27,3 Tage, indem er die Bewegung der Sonnenflecken um den 30. Breitengrad untersuchte.
Allerdings wurden diese frühen Messungen durch die Eigenbewegung der Erde erschwert. Da wir die Sonne von einer beweglichen Plattform aus beobachten, scheint die Rotationsgeschwindigkeit etwas langsamer zu sein, als sie tatsächlich ist. Dieser als synodische Rotation bekannte Effekt verlängert den beobachteten Zeitraum um fast zwei Tage. Die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit ist – im Vergleich zu entfernten Sternen – schneller.
Differentialrotation: Die Sonne dreht sich nicht als fester Körper
Der Schlüssel ist, dass die Sonne nicht fest ist. Es ist ein riesiger Gasball und verschiedene Teile rotieren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Dieses Phänomen, das als „differentielle Rotation“ bezeichnet wird, ist der Grund dafür, dass es keine einheitliche Antwort auf die Frage gibt, wie lange die Sonne braucht, um sich zu drehen. Die Sonne dreht sich am Äquator am schnellsten und benötigt für eine Umdrehung nur 24,5 Tage. An den Polen dauert es über 34 Tage.
Diese Variante ist nicht nur oberflächennah. Auch die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne ändert sich mit der Tiefe. Die äußeren Schichten, einschließlich der Konvektionszone, rotieren je nach Breitengrad mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Aber tiefer im Inneren, in der Strahlungszone, rotiert die Sonne gleichmäßiger und dauert unabhängig vom Breitengrad etwa 26,6 Tage.
Moderne Methoden: Jenseits des sichtbaren Lichts
Heutzutage verwenden Wissenschaftler fortschrittliche Methoden, die über die Beobachtung von Sonnenflecken hinausgehen. Die Helioseismologie untersucht Schallwellen, die sich im Inneren der Sonne ausbreiten, um deren Innenrotation abzubilden, während Doppler-Verschiebungen Änderungen der Sonnenlichtfrequenz messen, die durch die Drehung der Sonne verursacht werden. Diese Techniken bestätigen die unterschiedliche Rotation und liefern ein vollständigeres Bild, als dies vor Jahrhunderten möglich war.
Die Kernrotation der Sonne bleibt ein Rätsel. Aktuelle Methoden können keine präzisen Messungen liefern, so dass dies ein Bereich für zukünftige Forschung bleibt.
Letztlich ist die Rotation der Sonne ein komplexes Phänomen. Die standardmäßige „Carrington-Rotation“ von 27,3 Tagen wird immer noch häufig zur Verfolgung der Sonnenaktivität verwendet, aber Wissenschaftler haben jetzt erkannt, dass die tatsächliche Rotationsperiode auf der Sonnenoberfläche und sogar innerhalb ihrer Schichten erheblich variiert.
