Schon der berühmte Astronom Galileo Galilei puzzelte vor vier Jahrhunderten an diesem Rätsel: Wo hat die magnetische Aktivität der Sonne ihren Ursprung? Rund vier Jahrhunderte später ist ein Forschungsteam der Lösung nun womöglich auf die Spur gekommen. Komplexe Berechnungen auf einem Supercomputer weisen demnach darauf hin, dass das Magnetfeld etwa 30.000 Kilometer unter der Sonnenoberfläche, in den obersten fünf bis zehn Prozent der Sonne, erzeugt wird.
„Das Verständnis des Ursprungs des Magnetfelds der Sonne ist seit Galileo eine offene Frage und wichtig für die Vorhersage künftiger Sonnenaktivität wie zum Beispiel Eruptionen, die die Erde treffen könnten“, sagte Mitautor Daniel Lecoanet von der Northwestern University in Evanston. Galilei hatte 1612 die ersten detaillierten Beobachtungen von Sonnenflecken gemacht, die durch das sich ständig verändernde Magnetfeld der Sonne entstehen.
Rund 30.000 Kilometer – das sei überraschend nah an der Oberfläche, erläutert das Team um Geoffrey Vasil von der University of Edinburgh im Fachjournal „Nature“. Frühere Theorien seien von einem tieferen Ursprung des „Sonnendynamos“ bei etwa 200.000 Kilometern unter der Sonnenoberfläche ausgegangen. Daraus seien Sonnenmerkmale wie starke Magnetfelder in hohen Breiten abzuleiten, die Astronomen aber nie beobachten konnten.
Um dem Mysterium auf die Spur zu kommen, erstellte das Team mit einem Supercomputer der US-Raumfahrtagentur Nasa neue Simulationen zur Modellierung des Magnetfelds. Im Gegensatz zu früheren Modellen seien dabei auch sogenannte Torsionsschwingungen berücksichtigt worden, ein zyklisches Muster der Gas- und Plasmaströme in und um die Sonne.
Wie der magnetische Zyklus der Sonne unterlägen auch die Torsionsschwingungen einem elfjährigen Zyklus, erläutern die Astronomen. Neu ist demnach, dass sie offenbar nur in der Nähe der Oberfläche der Sonne auftreten. „Unsere Hypothese ist, dass der magnetische Zyklus und die Torsionsschwingungen unterschiedliche Erscheinungsformen desselben physikalischen Prozesses sind“, heißt es dazu. Erklärt werde von dem neuen Modell auch, wie Sonnenflecken den Mustern der magnetischen Aktivität folgen – auch dieses Detail habe in der Theorie des tiefen Ursprungs gefehlt.
„Diese Arbeit schlägt eine neue Hypothese für die Entstehung des Magnetfelds der Sonne vor, die besser mit den Sonnenbeobachtungen übereinstimmt und, so hoffen wir, für bessere Vorhersagen der Sonnenaktivität genutzt werden kann“, so Lecoanet. Die starken Sonnenstürme der letzten Zeit brachten wunderschöne Polarlichter selbst in weit südlich liegenden Regionen. Solche Stürme können jedoch auch schwere Schäden unter anderem an den Satelliten in der Erdumlaufbahn, Stromnetzen und Funkverbindungen verursachen.
In einem ebenfalls in „Nature“ erschienenen Kommentar spricht die US-amerikanische Plasmaphysikerin Ellen Zweibel davon, dass die Studie „der theoretischen Mischung eine provokante Zutat hinzufügt, die sich als Schlüssel zur Lösung dieses astrophysikalischen Rätsels erweisen könnte“.
Zwar sei das Modell von Vasil und seinem Team stark vereinfachend. Dennoch seien die ersten Ergebnisse verblüffend. „Sie könnten durchaus einen Interpretationsrahmen für komplexere Modelle liefern, und sie werden sicherlich zu weiteren Studien führen.“
Source: welt.de