Drei Bilder des komplexen Magnetfelds eines Stern

Sonnenzyklus entspricht der Norm

Astronomen vermuteten bislang, dass unser Zentralgestirn im Vergleich zu ähnlichen Sternen einen außergewöhnlichen magnetischen Zyklus besitzt. Doch nun konnte ein internationales Forscherteam mithilfe von Computersimulationen und Beobachtungsdaten zeigen, dass die Sonne doch nicht aus dem Rahmen fällt. Ihr magnetischer Zyklus lasse sich mit der gleichen Gesetzmäßigkeit beschreiben wie die Zyklen anderer sonnenähnlicher Sterne, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.

„Die Physik der stellaren Aktivität von sonnenähnlichen Sternen ist sehr viel komplexer, als wir ursprünglich auf Basis der Dynamotheorie erwartet haben“, erklären Antoine Strugarek von der Universität Montreal in Kanada und seine Kollegen ihre langjährigen Beobachtungen anderer Sterne. Die Dynamotheorie beschreibt, wie Magnetfelder in elektrisch leitfähiger Materie erzeugt werden und wie sie sich dort verhalten, etwa im heißen Plasma im Inneren eines Sterns. Die Magnetfelder sonnenähnlicher Sterne haben ihren Ursprung in der Konvektionszone, in der heiße Materie aus dem Sterninneren bis an die Oberfläche aufsteigt. Diese Konvektion ist auf äußerst komplexe Weise mit den Magnetfeldern verknüpft. Die Magnetfelder wickeln sich auf und bilden schlauchähnliche Strukturen, die entscheidend die Aktivität wie Sonnenflecken, Sonnenfackeln und Protuberanzen beeinflussen.

Das globale Magnetfeld unserer Sonne kehrt sich alle elf Jahre um – und genau diese Länge des Sonnenzyklus bereitete Astronomen bislang Kopfzerbrechen, da sie nicht im Einklang mit den Zyklen von Sternen ähnlicher Masse und Helligkeit zu sein schien. Doch mithilfe von magnetohydrodynamischen Simulationen zeigten die Forscher nun, dass sich die komplexen Zusammenhänge in einem dimensionslosen Parameter zusammenfassen lassen, der sogenannten Rossby-Zahl: Die Periode des magnetischen Zyklus ist umgekehrt proportional zu diesem Parameter. „Die Rossby-Zahl erfasst den Einfluss der Sternrotation auf die Konvektion“, so die Forscher. Und der sich daraus ergebende Zusammenhang gelte sowohl für unsere Sonne als auch für sonnenähnliche Sterne, wie der Vergleich mit den Beobachtungsdaten zeige. Die Sonne ist also tatsächlich ein sonnenähnlicher Stern.