Mysteriöser Fall fehlender Sonnenflecken gelöst

Die Quelle einer mysteriösen Dürre der Sonnenflecken in den letzten Jahren scheint offenbar unter der Sonnenhaut des Sterns entstanden zu sein, finden Ermittler.

Sonnenflecken sind dunkle, kühlere Regionen auf der Sonnenoberfläche, die von starken Magnetfeldern dominiert werden. Dies sind die Sitze von Stürmen geladener Teilchen, die auf der Erde wunderschöne Polarlichter erzeugen, aber auch Elektronik im Weltraum zerstören, Flugreisen über Polarregionen beeinträchtigen und Stromnetze auf der Erde zappen können.

"Sonnenflecken wurden mehr oder weniger kontinuierlich beobachtet, seit Galileo im frühen 17. Jahrhundert sein Teleskop auf der Sonne ausbildete", sagte der Astrophysiker Dibyendu Nandi vom Indian Institute of Education and Research in Kalkutta, der die Studie leitete.

Die Sonne sieht periodisch eine Ebbe und Flut in der Anzahl der Sonnenflecken, ein Zyklus, der ungefähr 11 Jahre dauert. Gegen Ende des Sonnenzyklus 23, der im Jahr 2001 seinen Höhepunkt erreichte, erreichte die Sonnenaktivität ein ungewöhnlich langes "Minimum" mit einer großen Anzahl von Tagen ohne Sonnenflecken und einem sehr schwachen polaren Magnetfeld.

"Man muss fast 100 Jahre zurückgehen, um ein solares Minimum mit einer größeren Anzahl makelloser Tage zu finden", erklärte Nandi.

Diese Dürre endete jedoch 2009. Die Sonne befindet sich derzeit in ihrem nächsten Wetterzyklus, dem Solar Cycle 24.

Das Geheimnis der Sonnenflecken

Um zu verstehen, wie die Sonne ihre Flecken verlor, entwickelten Wissenschaftler Computersimulationen des Sonnenmagnetfeldes, um 210 Sonnenfleckenzyklen zu simulieren.

Gleichzeitig änderten sie die Geschwindigkeit der Nord-Süd- oder "meridionalen" Zirkulation superheißes Plasmas im oberen Drittel des Sonneninneren. [Sun Formation Fakten und Zahlen]

Die Forscher entdeckten, dass in der ersten Hälfte eines Sonnenzyklus ein schneller meridionaler Fluss folgt, gefolgt von einem langsameren Fluss in der Sonne

zweite Hälfte, führt zu einem tiefen Sonnenfleckenminimum und reproduziert effektiv den Zyklus 23, den die Sonne mindestens eingeht.

"Die Ergebnisse sind aufregend, weil sie zeigen, wie kleine Veränderungen in der internen Dynamik unseres Muttersterns, der Sonne, unsere Technologie-basierte Gesellschaft tiefgreifend beeinflussen können", sagte Nandi gegenüber ProfoundSpace.org.

Diese makellosen Tage veranlassten einige Forscher zu der Annahme, dass wir vielleicht eine Wiederholung des Maunder-Minimums sehen würden, einer 50-jährigen Kältewelle von Sonnenflecken, die einige Forscher mit der Kleinen Eiszeit des 17. Jahrhunderts in Verbindung gebracht haben.

Nandi und seine Kollegen Andres Munoz-Jaramillo und Petrus Martens stellten ihre Ergebnisse in der morgigen Ausgabe der Zeitschrift Nature (3. März) vor.

Plasmaströmungsgeschwindigkeiten immer noch perplex

Es bleibt ungewiss, was diese meridionalen Flüsse dazu gebracht hat, die Geschwindigkeit zu ändern, die die Sonnenflecken-Dürre verursacht hat.

Diese meridionale Zirkulation wird zum Teil durch die Energie aus dem aufgewühlten Sonneninneren und kleinen Temperaturunterschieden zwischen dem Sonnenäquator und den Polen angetrieben, und Variationen in dieser Zirkulation können durch Veränderungen dieser Faktoren oder durch die Rückkopplung starker Magnetfelder verursacht werden die Flüsse. "Wir verstehen die Feinheiten dieser Prozesse nicht bis ins kleinste Detail", sagte Nandi.

Im Prinzip könnte man dieses Modell jedoch in Verbindung mit Beobachtungen von Solarplasmaströmen erweitern, um kurzfristige Vorhersagen der Sonnenaktivität zu machen, schlug Nandi vor.

"Wir können vorhersagen, ob wir über einen längeren Zeitraum hinweg im Weltraum und in den Polarregionen ein schönes Wetter haben und dieses Wissen nutzen, um Weltraummissionen zu planen und den Flugverkehr auf Polarrouten zu planen", sagte Nandi.