Die Sonnenforschung beschäftigt sich hauptsächlich mit den Ursachen und der Entwicklung der Sonnenflecken. Diese dunklen Regionen entstehen als äußeres Anzeichen für Umstrukturierungen innerhalb des Magnetfeldes. Während das Erdmagnetfeld sich nur »träge« verändert (ein Umpolzyklus beträgt eine viertel Million Jahre), strukturiert sich die magnetische Ausrichtung der Sonne in nur 11 Jahren neu.
Dieser Unterschied in den Veränderungen ist auch für Laien gut nachvollziehbar, wenn man sich vorstellt, welch gewaltige Materie-Energie-Umwandlung dort stattfindet – etwa 4,3 Millionen Tonnen Materie verschiedener Elemente werden pro Sekunde zu purer Energie!
Unsere Sonne ist ein magnetischer »Kochtopf«
Das Plasma im Inneren der Sonne ist derart elektrisch leitfähig, dass es wie ein riesiger Dynamo sämtliche Bewegungsenergie zu elektrischer Energie »verbrät« und diese wiederum in ein Magnetfeld umwandelt. In den meisten Sonnenregionen ist die magnetische Feldstärke im Gleichgewicht.
Doch in besonders starken Regionen der Sonnen-Photosphäre (unterste Atmosphärenschicht), vor allem in Äquatornähe, kommt es zu erheblichen Störungen dieser Konvektion. Sonnenflecken erzeugen gewaltige Materieausstöße ins Weltall. Die Entwicklung und Verteilung der gestörten Regionen ist zentrales Thema der Sonnenforschung.
Zunächst zeigen sich nur einzelne Schatten auf der Sonne. Bereits wenige Stunden später wächst daraus ein regelrechter Gürtel kühler Sonnenflecken. Die Hälfte der Störungen verschwindet nach spätestens 2 Tagen.
Weitere etwa zehn Prozent »überleben« keine 11 Tage. Am Höhepunkt dieses Prozesses, der Rekonnexion (Neuverbindung der Magnetfelder entgegen gesetzter Polung), brechen aus den betroffenen Regionen gewaltige Energiemassen aus und schießen weit ins Weltall. Die bekannten Beobachtungen werden in der Sonnenforschung nicht nur zum Studium gegenwärtiger Sonnenaktivitäten benutzt.
»Weltraumwetter« als eigenes Forschungsgebiet
Ziel der jüngeren Sonnenforschung sind Vorhersagemodelle über Gefahren für die Erde. In Zeiten geringerer Sonnenaktivität sind davon elektronische Komponenten höchstens in Polnähe betroffen, in der unser eigenes Magnetfeld die Sonnenstürme weniger von uns fernhält. Durch die genauere Kenntnis der Sonnenflecken-Entwicklung kann inzwischen für Einzelereignisse ein Ausbruch auf wenige Stunden genau vorher gesagt werden.
Sodann werden Stärke und Gefährlichkeit für die Ionosphäre der Erde eingestuft und Warnungen für den Flugverkehr, Satellitenbetrieb und andere wichtige Versorgungsbereiche ausgesprochen. Dieser Vorhersagebereich über die Sonne hat inzwischen einen eigenen Namen. Neben dem irdischen Wetterbericht gibt es regelmäßige Weltraum-Wetterberichte.