von THOMAS BÜHRKE
Die Sonne befindet sich derzeit in einem Maximum ungewöhnlich hoher Aktivität. So schleuderte ein Riesensonnenfleck mit der Bezeichnung AR3664 im Mai 2024 mehrfach Teilchenwolken ins All, die auf das Erdmagnetfeld trafen. „Der gesamte globale Stromkreislauf der Erde wurde durch den Sturm beeinträchtigt“, schrieb Gang Li, Weltraumphysiker an der University of Alabama in Tuscaloosa, auf dem Internetportal Spaceweather. Und die Stürme entfachten Polarlichter, die auch in Deutschland deutlich sichtbar den Horizont erhellten. Diese Art der Aktivität schwankt zyklisch mit einer Periode von etwa elf Jahren.
Dieser sogenannte Schwabe-Zyklus ist nach dem deutschen Astronomen Samuel Heinrich Schwabe benannt, der ihn 1843 entdeckt hat. Er lässt sich beispielsweise aus der Analyse des Kohlenstoff-14-Gehalts in Baumringen lückenlos über das letzte Jahrtausend hinweg rekonstruieren (bdw 6/2021, „Rätsel des Sonnenzyklus gelöst“). Demnach variiert er um einen Mittelwert von 10,4 Jahren mit einer Variabilität von 8 bis 14 Jahren. In diesem Zeitraum gab es starke Intensitätsschwankungen – etwa die Spörer- und Maunder-Minima, die wohl die Kleine Eiszeit vom 15. bis zum 17. Jahrhundert mitverursacht haben. Auch heftige Teilchenstürme zeichnen sich in den Baumringen ab, zum Beispiel in den Jahren 774, 993 und 1859 (Carrington-Ereignis).
Lange Zeit war nicht klar, auf welche Weise der Aktivitätszyklus zustande kommt. Als Ursache sah man aber ein Wechselspiel zwischen dem globalen Magnetfeld und dem heißen Gas tief im Inneren der Sonne.
Bis in eine Tiefe von etwa 200.000 Kilometern ist unser Tagesgestirn konvektiv, wie Physiker sagen: Unablässig steigen heiße Gasmassen zur Oberfläche auf, kühlen ab und sinken wieder ins Innere zurück. Dieses Auf und Ab der Materie lässt sich in ähnlicher Weise in einem Kochtopf beobachten.
Unterhalb von dieser Konvektionsschale, also in dem kugelförmigen Volumen bis zum Zentrum, findet diese Gasbewegung nicht statt. Den Übergangsbereich zwischen diesen beiden Bereichen nennt man Tachokline. Bei der dort herrschenden Temperatur um zwei Millionen Grad haben die Atome ihre Elektronen verloren; das Gas ist ein elektrisch leitendes Plasma. Wie ein elektrischer Strom in einem Kupferdraht erzeugen die ständig in Bewegung befindlichen Plasmaströme ein Magnetfeld. Die Forscher sprechen hier vom Sonnendynamo.
Gasbewegungen kartiert
Im Aktivitätsminimum dominiert ein Dipolfeld – ähnlich dem der Erde. Die Rotation des Gasballs bewirkt aber, dass die Feldlinien aufgewickelt werden und ein parallel zum Äquator verlaufendes, ringförmiges Feld aufbauen. Das wird immer stärker, weil es Energie vom Dipolfeld abzieht.
