Dresden – Die Aktivität unserer Sonne ist einem mehr oder weniger regelmäßigen Rhythmus unterworfen: Hoch- und Tiefpunkt ihrer Strahlungsintensität und der beobachteten Eruptionshäufigkeit liegen im langjährigen Durchschnitt etwa 5,5 Jahre auseinander. Das letzte Maximum liegt drei Jahre zurück, damit befinden wir uns derzeit auf dem Weg Richtung Aktivitätsminimum. Nun haben deutsche Wissenschafter Hinweise darauf entdeckt, dass die Planeten einen entscheidenden Anteil am Zustandekommen dieses Rhythmus tragen: Die von Forschern des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) präsentierten Berechnungen zeigen, dass die Gezeitenkräfte von Venus, Erde und Jupiter die Sonnenaktivität direkt beeinflussen können.

Viele Fragen zum Magnetfeld der Sonne sind noch offen. "Wie bei der Erde auch, haben wir es mit einem Dynamo zu tun. Durch Selbsterregung entsteht das Magnetfeld quasi aus dem Nichts, wobei die komplexe Bewegung des leitfähigen Plasmas als Energiequelle dient", so der Physiker Frank Stefani vom HZDR. Für den sogenannten Alpha-Omega-Dynamo sind zwei gekoppelte Effekte verantwortlich: Der Omega-Effekt beruht auf der unterschiedlich schnellen Rotation des heißen Plasmas, aus dem die Sonne besteht. So bildet sich ein Magnetfeld in Form zweier Ringe nördlich und südlich des Äquators. Aus diesen wiederum erzeugt der Alpha-Effekt ein Magnetfeld, das entlang der Längenkreise der Sonne verläuft. Wo und wie genau der Alpha-Effekt entsteht, gilt als ungeklärt.

Der Sonnendynamo unterliegt einem regelmäßigen Zyklus. Etwa alle elf Jahre polt das Magnetfeld der Sonne um; mit derselben Periode durchläuft die Sonnenaktivität ein Maximum. Dieses zeigt sich an der Zunahme der Sonnenflecken – dunklen Stellen auf der Sonnenoberfläche, die von stark konzentrierten Magnetfeldern herrühren.

"Interessanterweise stehen alle 11,07 Jahre die Sonne und die Planeten Venus, Erde und Jupiter etwa auf einer Linie. Wir haben uns gefragt: Ist es Zufall, dass der Sonnenzyklus mit dem Zyklus von Konjunktion beziehungsweise Opposition der drei Planeten zusammenfällt?", meint Stefani. Dabei ist die Fragestellung selbst keineswegs neu. Bisher konnten Wissenschafter jedoch keinen physikalisch plausiblen Mechanismus dafür identifizieren, wie die sehr schwachen Gezeitenwirkungen von Venus, Erde und Jupiter den Sonnendynamo beeinflussen könnten.

Verstärkung durch Resonanz

"Auch wenn man einer Schaukel immer nur einen kleinen Schubs gibt, kommt sie mit der Zeit immer mehr in Schwung", erläutert Stefani das Prinzip der Resonanz. Er und sein Team fanden heraus, dass der Alpha-Effekt unter bestimmten Bedingungen zu Schwingungen neigt. "Die Anregung dieser Alpha-Oszillationen benötigt fast keine Energie. Dafür könnten die Gezeiten der Planeten als Taktgeber ausreichen."

Die Berechnungen der Forscher zeigen, dass planetare Gezeitenkräfte hier tatsächlich wie winzige Taktgeber von außen wirken. "Die etwa alle elf Jahre angestoßene Oszillation des Alpha-Effekts könnte die Umpolung des Magnetfeldes der Sonne bewirken und letztlich den 22-Jahres-Zyklus des Sonnendynamos bestimmen", so der Physiker. (red, 20.9.2016)