Geschichte der Sonnenphysik

Heutzutage ist die Sonnenphysik eine vielseitige und sich schnell entwickelnde Disziplin. Doch ihre Wurzeln reichen bis ins Mittelalter und noch weiter zurück. Besonders die Beobachtung der dunklen Sonnenflecken weist eine lange Tradition auf. Während die ältesten glaubhaften Überlieferung bis zu chinesischen Astronomen (800 v. Chr.) zurückreichen, wurden die ersten Sonnenfleckenzeichnungen vom Mönch John von Worcester im Jahre 1128 gemacht, wobei er große Sonnenfleckenformationen mit bloßem Auge beobachten konnte. Anfang des 17. Jahrhunderts wurden mehrere astronomische Meilensteine gesetzt, die die Modernisierung der menschlichen Vorstellung von der Sonne begründeten. Im Jahr 1609 erweiterte Johannes Kepler das heliozentrische Weltbild um die elliptischen Bahnen auf denen die Planeten die Sonne umkreisen. Im selben Jahr, wurde außerdem mit der Erfindung des Teleskops der Startschuss in eine neue Ära der Sonnen- und Sternbeobachtung gegeben.

Zeitstrahl der wichtigsten Ereignisse in der Geschichte der Sonnenphysik.

Zwei der prominentesten und ersten Sonnenbeobachter waren Galileo Galilei und Christoph Scheiner, die zwischen 1610 und 1612 die ersten Sonnenfleckenbeobachtungen mit Teleskopen machten. Die Interpretationen des Phänomens der Sonnenflecken waren allerdings sehr verschieden. Sie reichten von Objekten, welche die Sonne umkreisen, zu Wolken in der Sonnenatmosphäre, bis hin zu Öffnungen in der leuchtenden Atmosphäre durch die man die kühle (und möglicherweise bewohnbare) Sonnenoberfläche sieht.

Im 19. Jahrhundert wurde die Sonnenforschung und Astronomie durch die Geburt der Spektroskopie revolutioniert. Bereits Ende der 1660er Jahre hatte Isaac Newton das Sonnenlicht mit einem Prisma in seine Farbkomponenten aufgespalten, was die Grundlage für die Sonnenspektroskopie lieferte. Mit Beginn des 19. Jahrhunderts folgten nun die bahnbrechenden Entdeckungen in kurzen Abständen. William Herschel und William Wollaston entdeckten die unsichtbare Infrarot- und Ultraviolettstrahlung der Sonne. Zudem fand Wollaston dunkle Linien, die das kontinuierliche Spektrum der Sonne kreuzten und interpretierte die Linien als kennzeichnende Grenzen zwischen den natürlichen Farben. Der Optiker Joseph von Fraunhofer machte daraufhin im Jahr 1814 den wohl wichtigsten Schritt hin zur modernen Sonnenphysik. Er zeichnete mehr als 500 Spektrallinien im sichtbaren Bereich auf und erkannte ihren Zusammenhang mit der Sonnenatmosphäre. Kurz darauf waren es Wissenschaftler wie etwa John Herschel oder Gustav Kirchhoff, die die solaren Absorptionslinien mit den Emissionsspektren von Flammen verglichen und schlussfolgerten, dass die beobachteten Spektrallinien die chemische Zusammensetzung und Eigenschaften der Sonnenatmosphäre widerspiegelten.

Mit diesem Wissen wurden in der Folge zahlreiche Entdeckungen gemacht, die als Meilensteine der Sonnenphysik angesehen werden können. Etwa 1858 entdeckten Richard Carrington und Gustav Spörer die differentielle Rotation der Sonne. Gerade zu Beginn des 20. Jahrhunderts war es besonders George Ellery Hale, der viele bahnbrechende Forschungsergebnisse machen konnte. Mit neuen hoch-auflösenden Sonnenteleskopen entdeckte er das Magnetfeld von Sonnenflecken und ermittelte den magnetischen 22-Jahreszyklus der Sonne.

Die Abbildung und weitere Informationen finden Sie in der Doktorarbeit (Kapitel 1)  von J. Löhner-Böttcher.