Differentialrotation

Differentialrotation bezeichnet das Phänomen, bei dem verschiedene Breitenzonen eines nicht-starren Körpers - etwa einer Gas- oder Flüssigkeitskugel - unterschiedlich schnelle Umlaufzeiten aufweisen. Das heißt, Regionen nahe dem Äquator rotieren schneller als Gebiete nahe den Polen. Im Gegensatz dazu dreht sich ein fester Körper wie die Erde als Ganzes mit einer einheitlichen Winkelgeschwindigkeit.

Am deutlichsten beobachtet man Differentialrotation bei der Sonne. Ihr Äquatorbereich vollendet eine Rotation in rund 25 Erdtagen, während die Polarregionen für eine Umdrehung etwa 35 Tage benötigen. Diese unterschiedliche Rotation ist möglich, weil die Sonne kein Festkörper, sondern eine Gaskugel ist. Die gleiche Eigenschaft zeigen auch die Gasplaneten des Sonnensystems: Jupiter rotiert am Äquator in etwa 9 Stunden 50 Minuten, in höheren Breiten dauert die Rotation mehrere Minuten länger.

Die Differentialrotation hat weitreichende Konsequenzen: Sie verwindet und verstärkt das Magnetfeld der Sonne, was als Ursache für den rund 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus gilt. Magnetfeldlinien werden durch die unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit aufgewickelt, was zu lokalen Feldverdichtungen und schließlich zur Bildung von Sonnenflecken führt.

Auch in Galaxien tritt Differentialrotation auf. Sterne in der inneren Milchstraße umrunden das galaktische Zentrum schneller als jene an den Rändern. Dies führt zur charakteristischen Spiralstruktur vieler Galaxien.