Dresden – Die Aktivität der Sonne ist einem im Schnitt elfjährigen Zyklus unterworfen: ein Auf und Ab, das auf die Erde nicht ohne Folgen bleibt – etwa auf Radioübertragungen. Ironischerweise ist es aber die Erde selbst, die im Zusammenspiel mit anderen Planeten diesen Zyklus überhaupt erst hervorruft. Das jedenfalls berichten Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf nun in der Fachzeitschrift "Solar Physics".

Den Forschern gelang es zu zeigen, dass die Gezeitenwirkung von Venus, Erde und Jupiter auf die Sonne den entscheidenden Ausschlag für deren gleichförmigen Rhythmus gibt. Die Forscher verglichen dafür historische Beobachtungen der Sonnenaktivität über die letzten tausend Jahre systematisch mit Planetenkonstellationen und wiesen statistisch die Kopplung der beiden Phänomene nach. "Die Übereinstimmung ist erstaunlich genau: Wir sehen eine völlige Parallelität mit den Planeten über 90 Zyklen hinweg", sagt Studienerstautor Frank Stefani. "Alles deutet auf einen getakteten Prozess hin."

Mechanismus aufgespürt

Ähnlich wie die Anziehungskraft des Mondes die Gezeiten auf der Erde hervorrufe, so können Planeten das heiße Plasma auf der Sonnenoberfläche verschieben, erklären die Forscher. Die Gezeitenwirkung sei am stärksten, wenn die Planeten Venus, Erde und Jupiter in einer Linie stehen: eine Konstellation, die alle 11,07 Jahre auftritt. Doch der Effekt sei zu schwach, um die Strömung im Sonneninneren signifikant zu stören, weswegen die zeitliche Koinzidenz lange nicht weiter beachtet wurde.

Der Effekt kommt laut Stefani über die sogenannte Tayler-Instabilität zustande, einen physikalischen Mechanismus, der ab einem gewissen Strom das Verhalten einer leitfähigen Flüssigkeit oder eines Plasmas verändern kann. Im heißen Plasma der Sonne erzeugt die Tayler-Instabilität Störungen der Strömung und des Magnetfelds. Sie reagiert dabei selbst auf sehr geringe Kräfte empfindlich. Ein kleiner "Energieschubs", wie ihn die im Vergleich zur Sonne winzigen Planeten erbringen können, reiche schon.

"Als ich das erste Mal von Ideen las, die den Sonnendynamo mit Planeten in Verbindung bringen, war ich äußerst skeptisch", berichtet Stefani. "Als wir jedoch in unseren Computersimulationen Helizitäts-Schwingungen der stromgetriebenen Tayler-Instabilität entdeckten, fragte ich mich: Was passiert, wenn man mit einer leichten, gezeitenartigen Störung auf das Plasma einwirkt? Das Ergebnis war phänomenal. Die Schwingung wurde richtig angefacht und mit dem Takt der äußeren Störung synchronisiert." (red, 29. 5. 2019)