Universitäts-Sternwarte München

Fakultät für Physik der Ludwig-Maximilians-Universität

Geschichte der Sternwarte

Lamont – Erdmagnetismus – Solar-terrestrische Beziehung

Lamont, der also an der magnetischen Vermessung der Welt direkt und indirekt maßgeblich beteiligt war, machte dabei auch eine grundlegende Entdeckung, die letztendlich zur Erkenntnis einer solar-terrestrischen Beziehung führte. Aus einer Untersuchung der jährlichen Abweichungen der Deklination des Erdmagnetfeldes vom Mittelwert leitete er schon 1845 eine Variation mit einer Periode von 10.33 Jahren ab und konnte dann auf der Grundlage weiterer Messungen diesen Wert 1862 auf 10.44 Jahre korrigieren.

Nachdem im Jahre 1611 die Entdeckung der Sonnenflecken durch Christoph Scheiner (1573–1650) in Ingolstadt und unabhängig von ihm durch Galileo Galilei (1564–1642) zunächst für große Aufregung gesorgt hatte, war die diesbezügliche Wissbegier bald wieder eingeschlafen. Die Kirche hatte sich im Laufe der Zeit mit den Flecken arrangiert, obwohl deren Existenz die kirchliche Lehrauffassung von der Reinheit und Unveränderlichkeit des Himmels und der Gestirne verletzte. Erst als der Apotheker und Amateurastronom Samuel Heinrich Schwabe (1789–1875) aus Dessau 1843 nach 18-jähriger Beobachtung der Sonnenflecken eine Variation in deren Anzahl mit einer Periode von ca. 10 Jahren gefunden zu haben glaubte, rückt die Sonne wieder mehr in den Fokus der wissenschaftlichen Aufmerksamkeit. Im Jahre 1852 hatte dann der Schweizer Astronom Rudolf Wolf (1816–1893) gezeigt, dass ein Sonnenfleckenzyklus von 11.11 Jahren, den er basierend auf seinen eigenen und historischen Beobachtungen errechnet hatte, mit der von Lamont entdeckten Variation des Erdmagnetfeldes kompatibel war und daher eine solar-terrestrische Beziehung andeutete. Obwohl auch Lamont die Schwabesche Entdeckung bekannt war, kam er eigenartigerweise nicht auf die Idee eines Zusammenhanges, auf den unabhängig von Wolf im gleichen Jahre 1852 sogar auch noch andere Forscher hingewiesen hatten.

Der Schweizer Astronom Rudolf Wolf (links) war von einem Zusammenhang zwischen den Sonnenflecken- und Magnetfeldzyklen überzeugt, die von dem Dessauer Apotheker Samuel Heinrich Schwabe (rechts) bzw. Lamont entdeckt worden waren.

Die Korrelation zwischen den Jahresmitteln der Sonnenfleckenrelativzahl (rot) und der erdmagnetischen Variation (blau) für den Zeitraum 1834 bis 1880 mit den Maxima 1837, 1848, 1859/60 und 1870.

Wolf aber war es, der sich in der Folgezeit für die Verbreitung dieser Entdeckung einsetzte und mit seiner intuitiv gefundenen Formel für die Sonnenfleckenrelativzahl ein brauchbares und zuverlässiges Instrument zur Beschreibung der Sonnenfleckenaktivität schuf. Er versuchte zu zeigen, dass Lamonts Messungen auch mit seiner Periode von 11.11 Jahren verträglich waren. Dies war der Ausgangspunkt eines langjährigen erbitterten Streites zwischen beiden Gelehrten. Lamont verwahrte sich vehement dagegen, dass »seine« Periode falsch sei und versuchte Wolf nachzuweisen, dass dessen Periode nur durch eine willkürliche Ergänzung fragmentarischer Beobachtungen der vorigen zwei Jahrhunderte bestimmt wurde, und dass dieselben Beobachtungen in anderer Weise und mit derselben Freiheit ergänzt an die von ihm bestimmte Periode sich gleich gut anschliessen würde.

Wolf hat letztlich in der Auseinandersetzung den Sieg davongetragen, seine Periode stellte sich im Mittel als die »richtigere« heraus. Es handelt sich hierbei nämlich nicht um eine strikte Periodizität, denn der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Sonnenfleckenmaxima, deren Stärke meist auch noch unterschiedlich ist, kann sogar um Jahre schwanken. Die physikalischen Hintergründe der bei ihrer Entdeckung so geheimnisvollen Fernwirkung der Sonnenflecken auf das irdische Magnetfeld wurde erst ca. 100 Jahre später durch die Ionosphärenforschung geklärt: Die hochenergetische elektromagnetische und Partikelstrahlung der Sonne, deren Intensität mit der Anzahl der Sonnenflecken korreliert ist, produziert über die von ihr in der irdischen Ionosphäre verursachte variable Elektronendichte die erdmagnetischen Variationen.

Bildquellen:

Nr. 3: R. Häfner
Nr. 1, 2: WWW