Naar kosmische maatstaven is de zon buitengewoon eentonig. Dit is het resultaat van een studie gepresenteerd door onderzoekers van het Max Planck Institute for Solar System Research in het komende nummer van Wetenschap . Voor de eerste keer, de wetenschappers vergeleken de zon met honderden andere sterren met vergelijkbare rotatieperioden. De meeste vertoonden veel sterkere variaties. Dit roept de vraag op of de zon al enkele millennia een ongewoon rustige fase doormaakt.

De mate waarin zonneactiviteit (en dus het aantal zonnevlekken en de zonnehelderheid) varieert, kan op verschillende manieren worden gereconstrueerd, althans voor een bepaalde periode. Sinds 1610, bijvoorbeeld, er zijn betrouwbare gegevens over zonnevlekken die de zon bedekken; de verspreiding van radioactieve variëteiten van koolstof en beryllium in boomringen en ijskernen stelt ons in staat om conclusies te trekken over het niveau van zonneactiviteit in de afgelopen 9000 jaar. Voor deze periode is wetenschappers vinden regelmatig terugkerende fluctuaties van vergelijkbare sterkte als in de afgelopen decennia. "Echter, vergeleken met de hele levensduur van de zon, 9000 jaar is als een oogwenk, " zegt MPS-wetenschapper Dr. Timo Reinhold, eerste auteur van de nieuwe studie. Ten slotte, onze ster is bijna 4,6 miljard jaar oud. "Het is denkbaar dat de zon al duizenden jaren een rustige fase doormaakt en dat we daardoor een vertekend beeld hebben van onze ster. " hij voegt toe.

Aangezien er geen manier is om erachter te komen hoe actief de zon was in de oertijd, wetenschappers kunnen alleen hun toevlucht nemen tot de sterren:samen met collega's van de University of New South Wales in Australië en de School of Space Research in Zuid-Korea, onderzochten de MPS-onderzoekers, of de zon zich "normaal" gedraagt ​​in vergelijking met andere sterren. Dit kan helpen om de huidige activiteit te classificeren.

Hiertoe, de onderzoekers selecteerden kandidaat-sterren die in beslissende eigenschappen op de zon lijken. Naast de oppervlaktetemperatuur, de leeftijd, en het aandeel elementen zwaarder dan waterstof en helium, de onderzoekers keken vooral naar de rotatieperiode. "De snelheid waarmee een ster om zijn eigen as draait, is een cruciale variabele, " legt prof. dr. Sami Solanki uit, directeur bij MPS en co-auteur van de nieuwe publicatie. De rotatie van een ster draagt ​​bij aan het ontstaan ​​van zijn magnetisch veld in een dynamoproces in zijn binnenste. "Het magnetisch veld is de drijvende kracht die verantwoordelijk is voor alle fluctuaties in activiteit, ", zegt Solanki. De toestand van het magnetische veld bepaalt hoe vaak de zon energetische straling uitzendt en deeltjes met hoge snelheden de ruimte in slingert in gewelddadige uitbarstingen, hoeveel donkere zonnevlekken en heldere gebieden op het oppervlak zijn - en dus ook hoe helder de zon schijnt.

Een uitgebreide catalogus met de rotatieperiodes van duizenden sterren is pas de laatste jaren beschikbaar. Het is gebaseerd op meetgegevens van NASA's Kepler Space Telescope, die de helderheidsfluctuaties registreerde van ongeveer 150.000 hoofdreekssterren (dwz die in het midden van hun leven) van 2009 tot 2013. De onderzoekers doorzochten deze enorme steekproef en selecteerden die sterren die binnen 20 tot 30 dagen eenmaal rond hun eigen as draaien . De zon heeft hiervoor ongeveer 24,5 dagen nodig. De onderzoekers konden deze steekproef verder verfijnen door gebruik te maken van gegevens van de European Gaia Space Telescope. Uiteindelijk, 369 sterren bleven, die ook in andere fundamentele eigenschappen op de zon lijken.

De exacte analyse van de helderheidsvariaties van deze sterren van 2009 tot 2013 levert een duidelijk beeld op. Terwijl tussen actieve en inactieve fasen de zonnestraling gemiddeld met slechts 0,07 procent fluctueerde, de andere sterren vertoonden een veel grotere variatie. Hun schommelingen waren meestal ongeveer vijf keer zo sterk. "We waren zeer verrast dat de meeste zonachtige sterren zoveel actiever zijn dan de zon, " zegt Dr. Alexander Shapiro van MPS, die aan het hoofd staat van de onderzoeksgroep "Connecting Solar and Stellar Variabilities."

Echter, het is niet mogelijk om de rotatieperiode van alle sterren te bepalen die door de Kepler-telescoop zijn waargenomen. Om dit te doen, wetenschappers moeten bepaalde periodiek opnieuw verschijnende dips in de lichtcurve van de ster vinden. Deze dips zijn terug te voeren op sterrenvlekken die het steroppervlak donkerder maken, roteren uit het gezichtsveld van de telescoop en na een bepaalde tijd weer verschijnen. "Voor veel sterren dergelijke periodieke verduisteringen kunnen niet worden gedetecteerd; ze gaan verloren in de ruis van de gemeten gegevens en in overliggende helderheidsfluctuaties, " legt Reinhold uit. Gezien door de Kepler-telescoop, zelfs de zon zou zijn rotatieperiode niet onthullen.

De onderzoekers bestudeerden daarom ook meer dan 2500 zonachtige sterren met onbekende rotatieperioden. Hun helderheid fluctueerde veel minder dan die van de andere groep.

Deze resultaten laten twee interpretaties toe. Er zou een nog onverklaarbaar fundamenteel verschil kunnen zijn tussen sterren met een bekende en onbekende rotatieperiode. "Het is net zo goed denkbaar dat sterren met bekende en zonachtige rotatieperioden ons de fundamentele fluctuaties in activiteit laten zien waartoe de zon in staat is, ", zegt Shapiro. Dit zou betekenen dat onze ster de afgelopen 9000 jaar ongewoon zwak is geweest en dat op zeer grote tijdschalen ook fasen met veel grotere schommelingen mogelijk zijn.

Er is, echter, geen reden tot bezorgdheid. Voor de nabije toekomst, er is geen indicatie van een dergelijke "hyperactiviteit" van de zon. Integendeel:de afgelopen tien jaar de zon blijkt nogal zwak actief te zijn, zelfs door zijn eigen lage normen. Voorspellingen van de activiteit voor de komende elf jaar geven aan dat dit niet snel zal veranderen.