Die Sonne zeigt im Vergleich zu anderen sonnenähnlichen Sternen eine deutlich geringere magnetische Aktivität, was sie zu einem besonderen Fall macht. Forschende des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) vermuten, dass die Planeten unseres Sonnensystems dafür verantwortlich sein könnten. Über ein Jahrzehnt entwickelten sie ein Modell, das die Aktivitätszyklen der Sonne auf die Gezeitenkräfte der Planeten zurückführt. Neue Forschungsergebnisse zeigen nun, dass diese planetarische Taktung die Sonnenaktivität automatisch dämpft.
Derzeit nähert sich die Sonne einem Aktivitätsmaximum, das etwa alle elf Jahre auftritt. Dies führt auf der Erde zu häufigeren Polarlichtern, Sonnenstürmen und einem turbulenten Weltraumwetter, das Satelliten und technologische Infrastruktur beeinträchtigen kann. Dennoch sind die stärksten Strahlungsausbrüche der Sonne im Vergleich zu anderen Sternen zehn- bis hundertfach schwächer. Diese ruhige Umgebung könnte eine entscheidende Voraussetzung für die Bewohnbarkeit der Erde sein, weshalb Wissenschaftler die treibenden Kräfte der Sonnenaktivität erforschen.
Die Sonnenaktivität folgt verschiedenen periodischen Schwankungen, die von wenigen hundert Tagen bis zu mehreren tausend Jahren reichen. Das HZDR-Modell erklärt diese Zyklen durch die Gezeitenkräfte von Venus, Erde und Jupiter, die etwa alle elf Jahre zusammenwirken und dem magnetischen Antrieb der Sonne einen Impuls geben. In Kombination mit der rosettenförmigen Bahnbewegung der Sonne entstehen so überlagerte Schwankungen, die mit den beobachteten Zyklen übereinstimmen. Besonders die sogenannte Quasi-Biennial-Oscillation (QBO), eine etwa zweijährige Schwankung, spielt eine zentrale Rolle. Sie lässt sich im Modell einer genauen Periode zuordnen und führt zu einer gedämpften Sonnenaktivität.
Frühere Studien wiesen auf einen Zusammenhang zwischen der QBO und sporadischen Strahlungsereignissen hin, bei denen energiereiche Sonnenpartikel die kosmische Strahlung auf der Erde erhöhen. Eine Analyse zeigte, dass solche Ereignisse bevorzugt in der positiven Phase einer 1,73-jährigen Schwingung auftreten, was auf einen getakteten Prozess hindeutet. Das HZDR-Team fand eine Periode von 1,724 Jahren, die bemerkenswert nahe an der im Modell berechneten QBO-Periode von 1,723 Jahren liegt.
Die QBO prägt dem Sonnenmagnetfeld ein kurzperiodisches Muster auf, wodurch die Feldstärke insgesamt gedrosselt wird. Das Magnetfeld verweilt kürzer bei maximalen Werten, was zu einer bimodalen Verteilung führt. Dies reduziert die Stärke des Sonnenmagnetfelds im Durchschnitt und verringert die Wahrscheinlichkeit extremer Ereignisse wie dem Carrington-Ereignis von 1859, bei dem Polarlichter bis nach Rom und Havanna sichtbar waren und Telegrafenleitungen beschädigt wurden. Die geringere Aktivität der Sonne könnte somit entscheidend für die Stabilität des irdischen Umfelds sein.
Originalpublikation
F. Stefani, G. M. Horstmann, G. Mamatsashvili, T. Weier, Adding Further Pieces to the Synchronization Puzzle: QBO, Bimodality, and Phase Jumps, in Solar Physics, 2025 (DOI: 10.1007/s11207-025-02521-0)
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