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Sonnenzyklus: Liegen die Prognosen falsch?

Der aktuelle Sonnenzyklus könnte weit stärker werden als bislang vorhergesagt

Sonnenaktivität
Nach dem solaren Minimum im Dezember 2019 hat nun ein neuer Zyklus der solaren Aktivität begonnen. Aber wie stark wird sie ausfallen? © SOHO (NASA/ESA)

Widerspruch zur offiziellen Prognose: Unsere Sonne hat gerade einen neuen Aktivitätszyklus begonnen, doch wie stark dieser ausfallen wird, ist strittig. Während die offiziellen Vorhersagen von einen schwachen Zyklus mit wenigen Sonnenflecken und Sonnenstürmen ausgehen, prognostiziert nun ein Forscherteam das genaue Gegenteil: Ihren Daten zufolge könnte dieser Sonnenzyklus sogar einer der stärksten überhaupt werden.

Die Aktivität unserer Sonne durchlebt regelmäßige Zyklen: Etwa alle elf Jahre erreichen Sonnenstürme, Strahlenausbrüche und Sonnenflecken ein Maximum, um dann wieder abzuflauen. Diese Sonnenzyklen fallen allerdings nicht immer gleich stark aus: Mal ist unser Stern aktiver, mal bleibt er eher ruhig und entwickelt nur wenige Sonnenflecken – so wie bei dem gerade beendeten Zyklus 24. Ursache dafür ist ein komplexes Zusammenspiel von Plasmaströmungen und Magnetfeldzonen auf und in der Sonne.

Inzwischen hat ein neuer Sonnenzyklus begonnen: Seit Dezember 2019 nimmt die solare Aktivität wieder an Fahrt auf.

Wie stark wird der aktuelle Sonnenzyklus?

Doch wie stark wird der aktuelle Zyklus 25 ausfallen? An diesem Punkt gibt es nun Widerspruch zur offiziellen Prognose. Nach den Vorhersagen des internationalen Solar Cycle Prediction Panel (SCPP) unter Leitung der NASA wird Zyklus 25 ähnlich schwach werden wie sein Vorgänger. Die Experten rechnen mit insgesamt nur 95 bis 130 Sonnenflecken während der nächsten elf Jahre.

Dem widersprechen nun Scott McIntosh vom National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder und sein Team. Denn ihren Berechnungen nach könnte der aktuelle Sonnenzyklus sogar zwischen 210 und 260 Sonnenflecken produzieren. Damit wäre er einer der stärksten seit Beginn der Aufzeichnungen und könnte vermehrt Sonnenstürme und solare Ausbrüche mit sich bringen. „Das steht in starkem Kontrast zu den Prognosen des SSPP“, so die Forscher.

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Wandernde Magnetströmungen

Basis ihrer abweichenden Prognose ist ein Zusammenhang, den die Wissenschaftler schon vor einigen Jahren entdeckt haben. Demnach lassen sich die Zyklen der Sonne auch an der Bewegung von magnetisierten Plasmaströmungen an der Sonnenoberfläche ablesen. Diese Magnetbänder bewegen sich, von der globalen Konvektion getrieben, von beiden Polen aus Richtung Sonnenäquator. Wenn sie am Äquator zusammentreffen, löschen sie sich wegen ihrer entgegensetzten Polung gegenseitig aus.

„Diese Termination signalisiert das Ende eines Sonnenfleckenzyklus und den Beginn des nächsten Zyklus“, erklären McIntosh und sein Team. Im Schnitt dauert es 22 Jahre, bis ein solches Band diese Wanderung abgeschlossen hat – das entspricht der Dauer eines Magnetzyklus der Sonne. Erkennbar ist die Bewegung der Magnetbänder an der Position der Sonnenflecken, aber auch durch kurzlebige Blitze extremen UV-Lichts über den Bändern.

Sonnenflecken
Zahl der Sonnenflecken (oben) während Zyklus 23 und 24 und die Positionen der Sonnenflecken und zugrundeliegenden Magnetbänder.© Scott McIntosh

Terminator-Intervall bestimmt kommende Aktivität

Das Entscheidende jedoch: In manchen Zyklen kommt es zu einer vorübergehenden Verlangsamung der Magnetbänder in mittleren Breiten der Sonne, wie die Forscher erklären. Dadurch rücken die von den Polen nachfolgenden Strömungsbänder näher auf, gleichzeitig kommt es zu einer Verzögerung der Termination. Vergleichsanalysen historischer Daten belegen nun, dass dies Folgen hat:

„Wenn wir uns die 270 Jahre zurückreichenden Aufzeichnungen der Terminator-Ereignisse anschauen, dann sehen wir: Je länger die Zeit zwischen den Terminatoren dauert, desto schwächer ist der folgenden Sonnenzyklus“, berichtet Koautor Bob Leamon von der University of Maryland. Umgekehrt gilt: Je kürzer die Zeit zwischen zwei Terminator-Ereignissen, desto stärker fällt der nächste Zyklus aus.

„Wenn man einmal die Terminatoren in den historischen Daten identifiziert hat, dann wird dieses Muster offensichtlich“, sagt McIntosh.

Welche Prognose behält Recht?

Und damit kommt der aktuelle Sonnenzyklus ins Spiel: Aus den Daten zu den letzten Terminator-Ereignissen schließen die Wissenschaftler, dass Zyklus 25 zu den stärkeren gehören muss. Demnach war der vorletzte Sonnenflecken-Zyklus besonders lang – er begann 1998 und endete 13 Jahre später im Jahr 2011, wie die Forscher berichten. Deswegen fiel der folgende Zyklus 24 sehr schwach aus. Aber weil dieser wiederum nur wenig mehr als zehn Jahre dauerte, ist nun wieder ein starker Sonnenzyklus fällig.

„Ein schwacher Zyklus 25, wie ihn das SSPP vorhersagt, wäre eine komplette Abkehr von allem, was uns die Daten zu diesem Zeitpunkt sagen“, konstatiert McIntosh. „Stattdessen ist es sehr wahrscheinlich, dass Sonnenzyklus 25 stärker als sein Vorgänger wird. Unserer Prognose nach könnte er sogar einer der stärksten je beobachteten Zyklen werden.“

Welche der beiden sich widersprechenden Vorhersagen zutreffen, wird sich in den kommenden Jahren zeigen. Wichtig ist das Wissen um die Sonnenaktivität, weil sie das irdische Klima beeinflussen kann, wie historische Studien belegen. Zum anderen aber, weil starke Sonnenstürme eine potenzielle Gefahr für Satelliten, Stromnetze und die Telekomuniaktion sind. (Solar Physics, 2020; doi: 10.1007/s11207-020-01723-y)

Quelle: National Center for Atmospheric Research/ University Corporation for Atmospheric Research

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