„Halb vergessene“ Sonnenfleckenzeichnungen des Renaissance-Astronomen Johannes Kepler zeigen uns mehr darüber, wie der Aktivitätszyklus der Sonne funktioniert.
Kepler (1571-1630), der im heutigen Deutschland geboren wurde, ist in der Astronomie vor allem für die Formulierung der Gesetze der Planetenbewegung bekannt. Zu seinen vielfältigen Interessen gehörte jedoch auch der Blick in die Sonne. Zeichnungen, die er 1607 von einer Sonnenfleckengruppe anfertigte, zeigen laut einer neuen Studie das „Ende des Sonnenzyklus“ mit Instrumenten, bevor das Teleskop im frühen 17. Jahrhundert allgemeiner verfügbar wurde.
„Die Ergebnisse der Gruppe … bieten einen Schlüssel zur Lösung der Kontroverse über die Dauer der Sonnenzyklen zu Beginn des 17. Jahrhunderts“, schrieb die japanische Universität Nagoya in einer Erklärung.
Dieser als Maunder-Minimum bekannte Zeitraum (zwischen 1645 und 1715) soll eine Ära mit weniger Sonnenflecken als üblich gewesen sein, was wiederum zu kälteren Perioden auf der Erde als normal führte.
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Da Kepler kein Teleskop besaß, untersuchte er die Sonne stattdessen mit der Camera Obscura. Bei dieser Methode wurde ein „kleines Loch in einer Wand verwendet, um das Bild der Sonne auf ein Blatt Papier zu projizieren“, heißt es in der Erklärung. Kepler dachte zunächst, er sei Zeuge eines Merkurtransits durch die Sonne, stellte jedoch später klar, dass es sich um eine Sonnenfleckengruppe handelte.
„Dies ist die älteste Sonnenfleckenskizze, die jemals mit einer instrumentellen Beobachtung und einer Projektion erstellt wurde“, sagte der Hauptautor Hisashi Hayakawa, Assistenzprofessor und Solarwissenschaftler in Nagoya, in einer Erklärung. Er fügte hinzu, dass die Bedeutung von Keplers Sonnenzeichnungen im Laufe der Zeit übersehen wurde: „Sie wurden nur im Kontext der Wissenschaftsgeschichte diskutiert und nicht für quantitative Analysen der Sonnenzyklen verwendet.“
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Der Schlüssel zur Analyse der Forscher bestand darin, zu verfolgen, wie sich Sonnenflecken über einen Sonnenzyklus bewegen: „Ihr Vorkommen, ihre Häufigkeit und ihre Breitenverteilung treten in Zyklen auf, die die Sonnenstrahlung und das Weltraumwetter beeinflussen“, heißt es in der Erklärung. Daher arbeiteten sie daran, den Breitengrad einzugrenzen, auf dem Keplers Sonnenflecken beobachtet wurden.
Die Forscher sagen, ihre Analyse von Keplers Zeichnungen habe vier wichtige Dinge ergeben.
Erstens befand sich die Sonnenfleckengruppe auf einem niedrigeren Breitengrad als bisher angenommen (nach Berücksichtigung des Sonnenstandswinkels von seinem Standort aus); In diesem Zusammenhang zeigten zukünftige Ergebnisse des Teleskops Sonnenflecken in höheren Breiten, was auf einen „typischen Übergang“ zwischen Zyklen hindeutet.
Die Änderung des Breitengrads deutet darauf hin, dass sich die Sonnenfleckengruppe am Ende eines Sonnenzyklus und nicht am Beginn eines anderen befand, basierend auf dem Breitengrad der Sonnenflecken, der den dritten Befund begründete.
Schließlich könnten Keplers Beobachtungen die Übergangszone zwischen Sonnenzyklen zeigen, die in der Studie auf die Zeit zwischen 1607 und 1610 festgelegt wurde.
Während einige Forscher zuvor vermuteten, dass das Maunder-Minimum aus unregelmäßigen Sonnenzyklen entstanden sei, die sich von den typischen 11 Jahren unterschieden, zeigten Keplers Aufzeichnungen „eine regelmäßige Dauer“ für den Sonnenzyklus, den er 1607 beobachtete, fügte die Studie hinzu.
Der Befund ist jedoch nicht unumstritten: Baumringzyklen aus früheren Studien deuten in einigen Arbeiten auf normale Sonnenzyklen und in anderen auf abnormale Sonnenzyklen hin.
Hayakawa drängte auf weitere Untersuchungen in dieser Angelegenheit. „Es ist äußerst wichtig, diese (Baumring-)Rekonstruktionen anhand unabhängiger – vorzugsweise Beobachtungsaufzeichnungen – zu überprüfen“, sagte er.
Die neue Studie wurde am 25. Juli im Astrophysical Journal veröffentlicht.
