Abb. 1 Gruppe von Sonnenflecken am 8.11.2020

Magnetfelder behindern an manchen Stellen der Sonnenoberfläche die Konvektion vom Inneren nach außen. Dort ist also der Nachschub an Wärmeenergie geringer. Die Abstrahlung von Energie bewirkt dann eine Eniedrigung der Temperatur um 3700 K in der Photosphäre. Dort wird das sichtbare Licht erzeugt. Auf der Erde sind dann leicht dunklere Bereiche beobachtbar, die Sonnenflecken. Die Zentren der  Sonnenflecken sind keineswegs schwarz, wie man beim Betrachten der Abb.1 annehmen könnte, sondern immer noch strahlend hell. Um das Zentrum des Flecks, die Umbra, bildet sich ein etwas weniger abgedunkelter Bereich , die Penumbra.

Sonnenflecken haben unterschiedliche Gestalt, von kreisrund bis zu völlig unregelmäßig. Ihre Dauer hängt von der Größe ab und variiert zwischen einem Tag und mehreren Monaten. Die Zahl der Flecken unterliegt einem Zyklus von 11 Jahren. In den ersten Monaten des Jahres 2020 lag ein Minimum vor, bei dem keine Sonnenflecken beobachtet wurden. Gegen Ende des Jahres tauchten wieder einzelne Sonnenflecken auf, wie die obige Abbildung zeigt. Sie wurde von einem Vereinsmitglied in der Mittagszeit in Steinheim am Albuch gemacht. Das Foto zeigt nur einen Ausschnitt. Es wurde ein Sektor der Sonne aufgenommen, jedoch nicht die Sonne insgesamt als Kreisfläche. Eine einfache, aber reizvolle Aufgabe ist es, die Größe des kreisrunden Sonnenflecks abzuschätzen. Dazu bestimmt man die Größe des Flecks auf dem Foto in Pixel mit Hilfe eines Grafikprogramms (z.B. Paint von Microsoft) und setzt sie ins Verhältnis zur abgebildeten Sonne. Da die Größe der Sonne bekannt ist, reicht eine einfache Verhältnisgleichung zur Lösung.

Zahlenbeispiel:

Diese einfache Abschätzung berücksichtigt nicht die Kugelform der Sonne. Sonnenflecken, die nicht im Zentrum liegen, werden verkürzt abgebildet. In der Geographie gibt es Methoden, dies Verzerrungen auszugleichen.

Da im vorliegenden Fall nur ein Sektor der  Sonne aufgenommen wurde, musste zunächst aus dem Teilkreisbogen ein kompletter Kreis gewonnen werden. Dazu gibt es eine zeichnerische und eine rechnerische Methode. Beide werden beschrieben unter:Abschaetzung der Groesse eines Sonnenflecks.pdf

Abb. 2 Ergänzung der Kreisbogens zum vollständigen Kreis. Die Erde wurde als blauer Punkt maßstabsgerecht eingefügt.