(NASA/GSFC/SDO) Alle 11 Jahre wechselt die Sonne von heftigen Sonneneruptionen und Sonnenflecken zu einer ruhigeren Phase, bevor sie wieder an Fahrt gewinnt. Es ist fast so regelmäßig wie ein Uhrwerk, und seit Jahren fragen sich Astronomen, was die Ursache dafür ist. Jetzt haben sie eine neue Lösung vorgeschlagen.
Obwohl die Planeten des Sonnensystems viel kleiner sind als die Sonne, kann die Schwerkraft einiger von ihnen das Magnetfeld unseres Sterns beeinflussen. Dies, so behaupten die Forscher, ist es, was den Sonnenzyklus steuert.
Venus , Erde und Jupiter üben einen kleinen Gravitationszug auf die Sonne aus, während sie sie umkreisen. Das Ergebnis ist vergleichbar mit der Art und Weise der Mond Die Schwerkraft beeinflusst die Gezeiten der Erde und erzeugt eine regelmäßig zeitliche Ebbe und Flut.
Das Team hat 1.000 Jahre Sonnenzyklen zwischen den Jahren 1000 und 2009 n. Chr. zurückverfolgt und diese Daten mit den Bewegungen der Planeten in dieser Zeit verglichen. Sie fanden eine beeindruckend starke Verbindung zwischen den beiden.
„Es gibt ein erstaunlich hohes Maß an Übereinstimmung: Was wir sehen, ist eine vollständige Parallelität mit den Planeten im Verlauf von 90 Zyklen.“ sagte der Physiker Frank Stefani des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf in Deutschland.
„Alles deutet auf einen getakteten Prozess hin.“
Das Team fand heraus, dass die Gezeitenkräfte am stärksten sind, wenn Erde, Venus und Jupiter aufeinander ausgerichtet sind, und dass diese Ausrichtung alle 11,07 Jahre auftritt und gleichzeitig mit dem Sonnenminimum fällt.
Der Effekt ist schwach und kann das Innere der Sonne nicht beeinflussen. Dies könnte möglicherweise der Grund sein, warum bisher niemand den Zusammenhang zwischen dem Sonnenzyklus und der Periodizität der Planetenausrichtung hergestellt hat.
Aber das Team hat herausgefunden, dass die Gezeitenkräfte, obwohl sie schwach sind, dennoch das Magnetfeld der Sonne beeinflussen können; Insbesondere können sie Schwingungen in sogenannten Schwingungen beeinflussen Tayler-Instabilität . Solche Instabilitäten treten in torusförmigen (oder ringförmigen) Magnetfeldern auf, bei denen Druck senkrecht zur Feldrichtung ausgeübt wird.
Dadurch wird das Feld komprimiert, ähnlich wie bei einer Wirbelsäule, was zu Instabilitäten führt, ähnlich wie bei Bandscheibenvorfällen. Diese „Rutschscheiben“ im Magnetfeld sind die Tayler-Instabilitäten und sie erzeugen Störungen im Sonnenfluss und im Magnetfeld.
Selbst eine kleine Energiemenge – beispielsweise durch ein Gezeitenereignis – kann die Schwingungen dieser Störungen umkehren. Und wenn diese Gezeitenereignisse beispielsweise alle 11 Jahre oder so auftreten würden, könnten sie eine zyklische Umkehr der Polarität des Magnetfelds auslösen, was zu regelmäßigen Aktivitätsschwankungen führen würde, die dem Zyklus entsprechen.
„Als wir in unseren Computersimulationen die stromgetriebene Tayler-Instabilität entdeckten, die Helizitätsoszillationen unterliegt,“ sagte Stefani „Ich fragte mich: Was würde passieren, wenn das Plasma einer kleinen, gezeitenähnlichen Störung ausgesetzt wäre?“
„Das Ergebnis war phänomenal. „Die Schwingung war wirklich angeregt und synchronisierte sich mit dem Timing der externen Störung.“
Ziemlich ordentlich, oder?
Und dieses Modell könnte helfen, einige andere Geheimnisse über die Sonne zu erklären. Zum Beispiel haben die meisten Sonnenzyklen dies Doppelspitzen im Maximum , mit einer kurzen Pause dazwischen; Dies erschien in der Simulation.
Weitere zu erforschende Regionen sind die Art und Weise, wie sich die Gezeitenkräfte möglicherweise auf die Plasmaschichten in der Region auswirken Tachoklin , an der Basis der Konvektionszone, so dass der magnetische Fluss leichter geleitet wird.
Es könnte uns auch helfen, den magnetisierten Riesen zu verstehen Rossby winkt die erst kürzlich entdeckt wurden und sich über die Sonne bewegen – und möglicherweise etwas mit der Flare-Aktivität zu tun haben.
Dies könnte uns wiederum dabei helfen, die riesigen, gewalttätigen Ausbrüche von Sun besser vorherzusagen: eine gute Sache, wenn man bedenkt, dass sie das Potenzial haben unser Leben hier auf der Erde beeinflussen .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Sonnenphysik .