Forscher rekonstruieren lückenlos Sonnenaktivität der vergangenen tausend Jahre

Ein internationales Forscherteam um Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen hat aus Messungen von radioaktivem Kohlenstoff in Baumringen die Sonnenaktivität bis ins Jahr 969 lückenlos und mit hoher zeitlicher Auflösung von nur einem Jahr rekonstruiert. Die Daten bestätigen eindrucksvoll den bekannten elfjährigen Aktivitätszyklus der Sonne, wie das MPS am Dienstag mitteilte.

Sie zeigen zudem, dass in lang anhaltenden Phasen geringer Sonnenaktivität die Aktivitätsschwankungen unseres Sterns geringer ausfallen als sonst. Das Forscherteam unter Leitung der ETH Zürich veröffentlichte seine neuen Erkenntnisse jüngst in der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“.

400 Jahre Sonnenbeobachtungen

Nach eigenen Angaben entdeckten die Wissenschaftler unter anderem, dass die Sonne nicht nur – wie bereits bekannt – im Jahr 993, sondern auch in den Jahren 1052 und 1279 besonders hochenergetische Teilchen ins All geschleudert hatte. Dies könnte darauf hindeuten, dass solche Ereignisse, die elektronische Schaltkreise auf der Erde und in Satelliten empfindlich stören können, häufiger auftreten als bisher angenommen.

Die Aktivität der Sonne lässt sich nur indirekt beobachten. Aufschluss können etwa Sonnenflecken geben: Je mehr Flecken auf der Sonnenoberfläche sichtbar sind, desto aktiver ist unser Zentralgestirn in seinem Innern.

Auch wenn Sonnenflecken bereits seit dem Altertum bekannt sind, wurden sie erst seit Erfindung des Fernrohrs vor etwa 400 Jahren im Detail dokumentiert. Seitdem wissen Forscher, dass sich die Zahl der Flecken in regelmäßigen Elfjahreszyklen ändert und dass es dem überlagert andauernde Phasen von starker und schwacher Sonnenaktivität gibt, die sich auch im irdischen Klima niederschlagen.

Wie sich die Sonnenaktivität allerdings vor Beginn dieser systematischen Aufzeichnungen entwickelte, lässt sich laut MPS nur deutlich schwerer nachvollziehen.

Baumringe helfen Sonnenwissenschaftlern

Um die Sonnenaktivität über ein Jahrtausend mit einer extrem guten zeitlichen Auflösung von nur einem Jahr zu rekonstruieren, nutzten die Wissenschaftler Baumringarchive aus England und der Schweiz. In diesen Baumringen, deren Alter sich präzise durch Zählen der Ringe bestimmen lässt, befindet sich ein winzig kleiner Teil an radioaktivem Kohlenstoff C14.

Aus der bekannten Halbwertszeit dieses C14-Isotops – etwa 5700 Jahre – lässt sich dann auf den radioaktiven Kohlenstoffgehalt schließen, der sich zum Zeitpunkt der Bildung eines Jahresrings in der Erdatmosphäre befand. Da radioaktiver Kohlenstoff hauptsächlich von kosmischen Teilchen gebildet wird, die wiederum vom Magnetfeld der Sonne mehr oder weniger von der Erde ferngehalten werden, lässt sich aus einer Änderung des C14-Gehalts in der Atmosphäre auf die Sonnenaktivität schließen.

Durch ihre Messdaten konnten die Wissenschaftler nun die Regelmäßigkeit des Elfjahreszyklus über ein Jahrtausend bestätigen. Auch fanden sie heraus, dass die Amplitude dieses Zyklus – also die Stärke des Ausschlags der Sonnenaktivität nach oben und unten – bei lang andauernden solaren Minima ebenfalls kleiner ist.

„Die Vergangenheit unseres Sterns möglichst genau und über einen möglichst langen Zeitraum zu kennen, hilft uns nicht nur dabei, die innere Dynamik unseres Sterns besser zu verstehen“, erklärte Sami Solanki vom MPS. „Es erlaubt uns auch besser abzuschätzen, wie sich die Sonne in Zukunft verhalten könnte.“ (afp/ts)