In den 1600er Jahren spähte der Astronom Galileo Galilei in sein Teleskop und entdeckte dunkle Flecken auf der Sonne . Anschließend bemerkte er, dass sie sich zu bewegen, zu verschwinden und dann zurückzukehren schienen. "Es ist auch offensichtlich, dass es bei ihrer Rotation um die Sonne geht", schrieb er 1613, und obwohl er feststellte, dass es möglich war, dass sich die Sonnenflecken bewegten, während die Sonne unbeweglich blieb, "scheint es mir wahrscheinlicher, dass die Bewegung von ist die Sonnenkugel als von ihrer Umgebung. "
Galileo hatte entdeckt, dass sich die Sonne - wie zahlreiche andere Himmelsobjekte - um eine Achse dreht. Abgesehen von der Zeitdauer unterscheidet sich die Art und Weise, in der sich die Sonne dreht, von der eines felsigen Planeten wie der Erde. Darüber hinaus verursacht dieser Unterschied tatsächlich die Sonnenflecken, die ursprünglich zu Galileos Entdeckung geführt haben.
Die Sonne dreht sich seit langer, langer Zeit - sie begann ungefähr zu der Zeit, als sie sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus einer wirbelnden Staub- und Wasserstoffgaswolke bildete . "So ziemlich alles im Universum dreht sich", erklärt Claire Raftery , Leiterin für Bildung und Öffentlichkeitsarbeit beim National Solar Observatory , dem US-amerikanischen Zentrum für bodengestützte Sonnenphysik, das sich auf dem Campus der University of Colorado in Boulder befindet. "Alles bewegt sich relativ zu allem anderen."
Als die Sonne allmählich Masse sammelte und die Schwerkraft entwickelte, die immer mehr nahe gelegene Moleküle anzog, entwickelte sie auch einen Drehimpuls .
Die Rotation der Sonne ist nicht schwer zu messen, da die Photosphäre , die dünne Sonnenoberfläche, Merkmale wie Sonnenflecken und Vorsprünge aufweist, von denen einige so langlebig sind, dass sie beobachtet werden können, wenn sie sich bewegen, genau wie Galileo sie beobachtet hat .
Aber von da an wird es etwas kompliziert. Die meist gasförmige Sonne "ist kein fester Körper, dreht sich also nicht als einzelne feste Kugel", sagt Raftery. "Stattdessen dreht sich das Gas am Äquator schneller als an den Polen."
Ein Punkt am Äquator ist in etwa 24 Tagen zu sehen, während die Polarregionen sechs Tage länger dauern. Dies geht aus diesem Artikel über Sonnenrotation auf der NASA-Website hervor.
Während sich die Sonne anders dreht als die Erde, ähnelt ihre unterschiedliche Rotation dem Planeten Jupiter und anderen Gasriesen, sagt Raftery.
Die Differenzialrotation ist tatsächlich das, was den Sonnenzyklus antreibt , den Zeitraum von 11 Jahren, in dem die Anzahl der Sonnenflecken etwa die Hälfte der Zeit zunimmt und dann abnimmt. Der Grund, erklärt Raftery, ist, dass das Magnetfeld der Sonne, das direkt unter der Oberfläche erzeugt wird, im Grunde genommen durch die ungleichmäßige Bewegung um sich selbst gewickelt wird. Das Ergebnis ist die Entwicklung von Magnetbändern mit hoher Dichte, die schließlich durch die Oberfläche platzen und die Eruptionen verursachen, die wir als Sonnenflecken und Fackeln betrachten.
Die Konvektionszone, die sich etwa 200.000 Kilometer unter der Photosphäre erstreckt, dreht sich laut Raftery mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit von der Innenschale zur Oberfläche. Aber tiefer in der Sonne sind sich Wissenschaftler nicht sicher, ob sich andere Teile mit einer anderen Geschwindigkeit bewegen.
"Wir haben einige gute Ideen dazu, aber es ist immer noch eine aktive Frage", sagt Raftery.
Wird sich die Sonne für immer drehen? Schließlich, in ungefähr 5 Milliarden Jahren, wird die Sonne ausbrennen und schließlich zu einem kompakten weißen Zwergstern zusammenbrechen . Aber selbst dann glaubt Raftery, dass es sich weiter drehen wird, wenn auch mit einer anderen Geschwindigkeit.
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Da Wissenschaftler nicht in die Sonne blicken können, untersuchen sie stattdessen, wie es sich anhört. Wie sie das machen, ist umwerfend. Das National Solar Observatory verwendet Bilder, die von seiner Global Oscillation Network Group , einer Reihe von Teleskopen und anderen Instrumenten an sechs verschiedenen Orten auf der ganzen Welt, gesammelt wurden , und verwendet ausgefeilte Mathematik, um Sonnenschwingungen zu erkennen. "Das Innere der Sonne wirkt fast wie eine Glocke", erklärt Raftery. "Im Inneren prallen Schallwellen herum."
