Die Sonne, unser zentraler Stern, zeigt eine bemerkenswert geringe magnetische Aktivität im Vergleich zu anderen sonnenähnlichen Sternen, was sie zu einem interessanten Forschungsobjekt macht. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) haben in den letzten zehn Jahren ein Modell entwickelt, das den Einfluss der Planeten unseres Sonnensystems auf die Sonnenaktivität untersucht. Ihre Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Gezeitenkräfte der Planeten nicht nur die Aktivität der Sonne steuern, sondern diese Aktivität auch dämpfen können.
Das Forschungsprojekt, geleitet von Frank Stefani, zielt darauf ab, die verschiedenen Zyklen der Sonnenaktivität besser zu verstehen, die sich in regelmäßigen Abständen von wenigen Jahren bis hin zu Jahrtausenden bemerkbar machen. Diese Zyklen wurden bisher unterschiedlich interpretiert, wobei die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen oft nicht klar waren. Das von Stefani entwickelte Modell betrachtet die Gezeitenkräfte der Planeten Venus, Erde und Jupiter, die etwa alle elf Jahre ihre Kräfte auf die Sonne bündeln. Dies geschieht über einen komplexen Mechanismus, der das innere magnetische Feld der Sonne jedes Mal ein wenig anregt. In Kombination mit der speziellen Bahnbahn der Sonne führt dies zu überlagerten periodischen Schwankungen, die in der Sonnenaktivität beobachtet werden.
Die aktuellen Untersuchungen zeigen, dass die Sonne sich in einem Aktivitätsmaximum befindet, das etwa alle elf Jahre auftritt. Während dieser Phasen können auf der Erde spektakuläre Naturereignisse wie Polarlichter und Sonnenstürme beobachtet werden, die durch das turbulente Weltraumwetter verursacht werden. Diese Veränderungen haben weitreichende Folgen für Satelliten im All und können sogar unsere technologische Infrastruktur auf der Erde beeinträchtigen. Trotz dieser Aktivität bleibt die Intensität der von der Sonne ausgesendeten Strahlung im Vergleich zu anderen sonnenähnlichen Sternen um den Faktor zehn bis hundert schwächer. Diese relative Ruhe könnte entscheidend für die Entwicklung und Erhaltung lebensfreundlicher Bedingungen auf der Erde sein.
Das Modell von Stefani identifiziert mehrere wichtige Zyklen der Sonnenaktivität, von denen einer die „Quasi Biennial Oscillation“ (QBO) ist. Diese etwa zweijährige Schwankung der Sonnenaktivität hat eine besondere Bedeutung, da sie nicht nur eine definierte Periode aufweist, sondern auch zu einer allgemeinen Dämpfung der Sonnenaktivität führt. Bisherige Studien berichteten von QBO-Perioden von 1,5 bis 1,8 Jahren, und Stefani und sein Team fanden heraus, dass diese Schwingungen in Zusammenhang mit sporadischen Ereignissen stehen, bei denen energiereiche Partikel von der Sonne ausgehen und die kosmische Strahlung auf der Erde erhöhen. Eine frühere Untersuchung stellte fest, dass solche Ereignisse häufig in der positiven Phase einer 1,73-jährigen Schwingung vorkommen.
Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigen, dass die QBO in der Tat eine Periode von 1,724 Jahren aufweist, was in Einklang mit den Vorhersagen des Modells steht. Diese Synchronisation führt zu einer zusätzlichen Modulation der Sonnenaktivität, die sich in einer Bimodalität des Sonnenmagnetfeldes äußert. Das bedeutet, dass die magnetische Aktivität der Sonne nicht nur in einem elfjährigen Zyklus schwankt, sondern zusätzlich durch die QBO beeinflusst wird, was die maximalen Werte des Sonnenmagnetfeldes zeitlich verkürzt.
Die Bedeutung dieser Erkenntnisse liegt in der Tatsache, dass die Sonne in ihren aktivsten Phasen, wenn das Magnetfeld am stärksten ist, auch die heftigsten geomagnetischen Stürme auslösen kann. Historische Ereignisse, wie das Carrington-Ereignis von 1859, verdeutlichen die möglichen Auswirkungen solcher Stürme auf die Erde, einschließlich der Beeinträchtigung von Telegraphenleitungen und dem Sichtbarwerden von Polarlichtern in ungewöhnlichen Regionen. Die Dämpfung der Sonnenaktivität durch planetare Einflüsse könnte somit die Wahrscheinlichkeit solcher extremen Ereignisse verringern und damit eine stabilere Umgebung für das Leben auf der Erde schaffen.
Diese Forschung eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis der Sonnenaktivität und deren Auswirkungen auf die Erde. Durch die Analyse der planetaren Einflüsse können Wissenschaftler nicht nur die Vergangenheit besser verstehen, sondern auch zukünftige Entwicklungen in der Sonnenaktivität vorhersagen, was für verschiedene Bereiche von großer Bedeutung ist, von der Raumfahrt bis hin zur Erdtechnologie.
