Der Sonnenzyklus der Sonne und der aktivste Peak, der jemals aufgezeichnet wurde

Während die Sonne wie eine ruhende Scheibe am Himmel erscheinen mag, ist unser Stern eigentlich ein dynamisches Objekt, das Aktivitätszyklen durchläuft. Aber was genau sind Sonnenzyklen und wodurch zeichnen sie sich aus?

Die Sonne ist eine riesige, feurige Kugel aus elektrisch geladener, überhitzter Materie – hauptsächlich Wasserstoff und Helium – die im Zentrum unseres Sonnensystems liegt, dessen Masse 99,86 Prozent ausmacht.

Die Bewegung dieser überhitzten, gasähnlichen geladenen Materie, bekannt als Plasma, durch den Stern erzeugt ein starkes Magnetfeld. Und dieses Magnetfeld wechselt die Polarität – was bedeutet, dass Nord- und Südpol der Sonne ihre Plätze tauschen – in ungefähr regelmäßigen Abständen. Es ist dieses Phänomen, das die Zyklen der Sonnenaktivität hervorruft, die wir beobachten können.

Was passiert während eines Sonnenzyklus?

Laut Rachel Howe, einer Forscherin der Universität Birmingham im Vereinigten Königreich, die die Sonne erforscht, sind Sonnenzyklen ein sich wiederholendes Muster sich ändernder „Sonnenaktivität“ – ein Begriff, der sich auf Phänomene bezieht, die durch Magnetfelder verursacht werden, die an der Oberfläche unseres Sterns entstehen.

Zu diesen Phänomenen gehören Sonnenflecken, kühlere Bereiche, in denen Magnetfeldlinien durch die Oberfläche aufsteigen und als (relativ) kleine dunkle Flecken auf der Sonnenscheibe erscheinen.

Laut Sandra Chapman, Astrophysikerin und Direktorin des Centre for Fusion, Space and Astrophysics an der University of Warwick, ebenfalls in Großbritannien, sind Sonnenflecken magnetisch aktive Regionen. „Mehr Sonnenflecken bedeuten also eine aktivere Sonne“, sagte sie Nachrichtenwoche.

Wissenschaftler charakterisieren Sonnenzyklen – die durch Perioden hoher und niedriger Aktivität definiert sind, die Sonnenmaxima bzw. -minima genannt werden – indem sie die Anzahl der auftretenden Sonnenflecken zählen.

„Beim Sonnenminimum gibt es sehr wenige Sonnenflecken, manchmal tagelang gar keine“, sagte Howe Nachrichtenwoche. „Wenn die Punkte für einen neuen Zyklus zu erscheinen beginnen, befinden sie sich in höheren Breiten (etwa 30 Grad vom Äquator) und im Laufe der Zeit werden sie häufiger und erscheinen immer näher am Äquator.“

„Am Sonnenmaximum gibt es viele Sonnenflecken über einen weiten Bereich von Breitengraden, und Phänomene wie Eruptionen – bei denen die Sonne Strahlungsstöße abgibt – und koronale Massenauswürfe, bei denen sie einen Teil ihrer äußeren Atmosphäre in den Weltraum schleudert – sind häufiger.“ Sie sagte.

Wenn diese Wolken aus Sonnenmaterial mit dem eigenen Magnetfeld der Erde interagieren, können sie Weltraumwetterphänomene hervorrufen, darunter Polarlichter – wie das Nordlicht – oder Sonnenstürme, die das Potenzial haben, Stromnetze, Satelliten und andere technologische Systeme zu beeinträchtigen.

„Die stärksten Sonnenstürme treten wahrscheinlich während der maximalen Sonnenbedingungen auf“, sagte Piyush Mehta, Assistenzprofessor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der West Virginia University, zuvor Nachrichtenwoche. „Während es selbst bei minimalen Sonnenbedingungen zu Stürmen kommen kann, treten die stärksten wahrscheinlich auf, wenn die Sonne sehr aktiv ist.“

Laut Howe verblassen die Sonnenfleckengürtel, wenn sie sich näher zum Äquator bewegen, schließlich, wenn sich das Sonnenminimum nähert. Dann beginnt ein neuer Zyklus.

Warum ist es jetzt Sonnenzyklus 25?

Die durchschnittliche Länge des Sonnenzyklus beträgt ungefähr 11 Jahre, sie kann jedoch länger oder kürzer sein.

“Es ist ein chaotisches System, weshalb der Zyklus nie genau gleich ist”, sagte Chapman. „Es gibt immer noch vieles, was wir darüber nicht verstehen, wie das funktioniert, und ein Teil des Problems besteht darin, dass 25 Zyklen nicht viel für einen chaotischen Oszillator sind – wir haben noch nicht alles gesehen, was die Sonne tun kann! Daher die Vorhersagen für das kommende Maximum haben eine sehr große Streuung.”

Aktuell befinden wir uns im Sonnenzyklus Nummer 25, dessen Beginn laut Wissenschaftlern 2019 war.

Der erste Sonnenzyklus begann 1755 und das Zahlensystem, das wir heute verwenden, wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von einem Wissenschaftler namens Rudolf Wolf eingeführt. Sonnenflecken wurden tatsächlich im frühen 17. Jahrhundert beobachtet, aber Beobachtungsschwierigkeiten führten dazu, dass Experten zu dieser Zeit Zyklen nicht richtig verfolgen konnten.

„Sonnenflecken wurden seit dem frühen 17. Jahrhundert beobachtet, als Galileo anfing, ein Teleskop zu benutzen, aber kurz nach ihrer Entdeckung gab es einen langen Zeitraum namens Maunder-Minimum, in dem nur sehr wenige Sonnenflecken überhaupt zu sehen waren und es schwierig war, Zyklen zu zählen“, Howe sagte.

Seit 1755 gab es 24 vollständige Zyklen, weshalb wir jetzt Zyklus 25 durchlaufen. Bisher scheint der aktuelle Zyklus laut Howe aktiver zu sein als der letzte.

„Die Vorhersage war, dass es im Jahr 2025 in etwa die gleiche Stärke wie Zyklus 24 erreichen würde, was ein schwacher Zyklus im Vergleich zu den meisten seit dem frühen 20. Jahrhundert war, aber insgesamt als ‚durchschnittlich‘ angesehen wird“, sagte sie.

„Zyklus 25 scheint jedoch schneller gestiegen zu sein als die Konsensvorhersage der NOAA[National Oceanic and Atmospheric Administration]/NASA internationales Gremium, das viele Vorhersagen von Wissenschaftlern mit unterschiedlichen Methoden untersucht hat.”

Einer Studie 2020 schlug vor, dass Solar Cycle 25 “eine Größenordnung haben könnte, die es mit den ersten wenigen seit Beginn der Aufzeichnungen aufnehmen kann”.

Aber während sich der Zyklus noch als besonders stark erweisen könnte, sagte Mark Miesch, ein Weltraumwetterbeobachter an der University of Colorado Boulder space.com im April, dass die Sonne bei den aktuellen Trends etwa 125 Sonnenflecken auf ihrem Höhepunkt haben könnte, was mehr als der Höhepunkt von Zyklus 24, aber weniger als der von 23 wäre.

Dennoch sind diese Vorhersagen schwierig zu treffen und die Antwort wird erst am Ende dieses Zyklus bekannt sein.

„Dazu gibt es einige Vorhersagen [Cycle 25] vielleicht stark, aber wir werden abwarten”, sagte Miesch.

Wann wurde der aktivste Zyklus der Sonne jemals aufgezeichnet?

Der aktivste Zyklus, der jemals aufgezeichnet wurde – gemessen an der höchsten Sonnenfleckenzahl beim Sonnenmaximum – war Zyklus 19, der den Zeitraum zwischen April 1954 und Oktober 1964 umfasste.

Die maximale Anzahl von Sonnenflecken, die während des Zyklus beobachtet wurden, war ein Rekord von 285 auf einmal, der im März 1958 beobachtet wurde.

Während dieses Zyklus ereignete sich eine Reihe bedeutender Weltraumwetterereignisse, darunter der sogenannte geomagnetische U-Boot-Sturm Acheron, der am 24. Februar 1956 stattfand.

Obwohl dieser Sturm extrem stark war, verursachte er anscheinend weltweit kaum Störungen. Es ist bemerkenswert, weil der Sturm die Funkkommunikation mit einem britischen U-Boot auf Patrouille in der Arktis namens Acheron unterbrach. Beamte dachten, es sei aufgrund eines Kontaktverlusts verschwunden. Eine Notrettungsaktion wurde gestartet, aber das “fehlende” U-Boot wurde mehrere Stunden später lokalisiert, bevor es gefunden wurde.

Das New York Times berichteten damals auch, dass in Fairbanks, Alaska, eine “seltene Aurora” in Form eines reinen roten Bogens gesehen wurde.

Und am 11. Februar 1958 verursachte ein geomagnetischer Sturm Funkausfälle in Nordamerika und produzierte intensive, rote Polarlichter, die neben Europa an vielen Orten auf dem Kontinent sichtbar waren – einschließlich relativ südlicher Orte wie Los Angeles.