Wie eine Sonne Wetter Lull Auswirkungen auf die Erde

Die Sonnenaktivität erreichte 2008 ein dramatisches Tief, eine historische Flaute, die einen ähnlichen Rückgang der magnetischen Effekte auf der Erde verursachte - mit einer achtmonatigen Verzögerung, wie eine neue Studie nahelegt.

Die Studie fand heraus, dass viele magnetische Veränderungen auf der Erde tatsächlich stark mit dem Sonnenaktivitätszyklus verbunden sind, wenn auch nicht in perfekter Synchronität, und sie können Wissenschaftlern helfen, einige Ursachen aufzuzeigen. Die Geschwindigkeit des Sonnenwinds - der Strom von 1 Million mph, der von der Sonne kommt - sowie die Stärke und Richtung der darin eingebetteten Magnetfelder trugen dazu bei, die niedrigen Werte auf unserem Planeten zu produzieren, so die Forscher.

"Historisch gesehen ist das Sonnenminimum durch die Zahl der Sonnenflecken definiert", sagte Studienautor Bruce Tsurutani vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, in einer Stellungnahme. "Darauf basierend wurde das Jahr 2008 als die Periode des solaren Minimums identifiziert. Aber die geomagnetischen Effekte auf der Erde erreichten 2009, einige Zeit später, ihr Minimum. Also entschieden wir uns zu untersuchen, was das geomagnetische Minimum verursacht hat." [Fotos: Sonnenflecken auf dem nächsten Stern der Erde]

Drei große Faktoren

Die Sonne folgt in der Regel einem 11-Jahres-Zyklus, mit Perioden hoher Aktivität, die als Sonnenmaxima und die als Sonnenminimum eingestuften Lulls bekannt sind. Derzeit befindet sich die Sonne in einer aktiven Phase ihres Wetterzyklus. [Erstaunliche neue Sonnenfotos aus dem Weltraum]

Der aktuelle Sonnenaktivitätszyklus wird als Sonnenzyklus 24 bezeichnet. Es sieht so aus, als könnte der Sonnenzyklus 25 eine extrem niedrige Periode sein, so neue Forschungen, die heute auf dem jährlichen Treffen der Abteilung für Sonnenphysik der American Astronomical Society bekannt gegeben wurden.

Drei Dinge helfen, die Menge an Energie zu bestimmen, die von der Sonne in die Magnetosphäre der Erde übertragen wird: die Geschwindigkeit des Sonnenwindes, die Stärke des Magnetfeldes außerhalb der Erde (bekannt als interplanetares Magnetfeld) und die Richtung, in die dieses Feld zeigt. Das Forscherteam untersuchte jeden dieser Faktoren.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das interplanetare Magnetfeld in den Jahren 2008 und 2009 außerordentlich niedrig war. Dies war ein offensichtlicher Beitrag zum geomagnetischen Minimum. Aber es könnte nicht die einzige Erklärung sein, sagten die Forscher, da die magnetischen Effekte der Erde 2009, aber nicht 2008 abfielen.

Mit dem Satelliten Advanced Composition Explorer der NASA entdeckte das Team, dass der Sonnenwind während des Sonnenfleckenminimums im Jahr 2008 hoch blieb. Später setzte jedoch ein stetiger Rückgang ein - im Einklang mit dem Zeitpunkt des Rückgangs der geomagnetischen Effekte.

Die Platzierung von "koronalen Löchern"

Weitere Untersuchungen ergaben die Ursache für diese Abnahme: Phänomene, die koronale Löcher genannt werden. Koronale Löcher sind relativ dunkle, kalte Gebiete in der äußeren Atmosphäre der Sonne. Sonnenwind reitet mit großer Geschwindigkeit von den Zentren dieser Löcher und viel langsamer von ihren Rändern.

Während eines solaren Minimums finden sich koronale Löcher gewöhnlich an den Polen der Sonne, die nur den langsamen Wind von den Kanten der Löcher zur Erde schicken, nicht das schnelle Material von ihren Zentren. Aber das war 2008 nicht der Fall, sagten Forscher. Vielmehr blieben die Löcher für kurze Zeit in niedrigen Breiten hängen, bevor sie 2009 schließlich zu den Polen migrierten.

Erst dann, so die Forscher, habe sich die Geschwindigkeit des Sonnenwindes auf der Erde verlangsamt, was zu einem Rückgang der geomagnetischen Effekte geführt habe, die sich als unterschiedlich intensive Auroras manifestieren könnten - die leuchtenden Lichtwellen, die man in der Nähe der Pole findet.

So fangen die Forscher an, zu verstehen, was die geomagnetischen Minima verursacht: niedrige interplanetare Magnetfeldstärke, zusammen mit der langsameren Sonnenwindgeschwindigkeit und koronaler Lochplatzierung.

"Es ist wichtig, all diese Eigenschaften besser zu verstehen", sagte Tsurutani. "Dies ist alles Teil des Sonnenzyklus und alles, was Auswirkungen auf der Erde verursacht."

Die Studie erschien in der 16. Mai Ausgabe der Zeitschrift Annales Geophysicae.