Von diesen Wellen berichtete das Forscherteam unter Leitung des deutschen Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) und der Georg-August-Universität Göttingen in der neuen Ausgabe der Fachzeitschrift «Nature Astronomy». Die Wellen ähneln denjenigen, die in der Erdatmosphäre das Wetter bestimmen.

In fast jeder Wetterkarte der nördlichen Erdhemisphäre finden sich sogenannte atmosphärische Rossby-Wellen als herausstechendes Merkmal, wie das MPS weiter erläuterte. Sie erscheinen gleichsam als Schleifen im Jetstream, der kalte Polarluft im Norden von wärmerer subtropischer Luft weiter südlich trennt. Manchmal erreichen diese Wellen die äquatorialen Regionen und können sogar das Wetter in Australien beeinflussen.

Auch auf der Sonne  
40 Jahre lang hatten Wissenschaftler über die Existenz solcher Wellen auch auf der Sonne spekuliert. Jetzt wurden sie erstmals eindeutig identifiziert und charakterisiert. Die solaren Rossby-Wellen sind nahe Verwandte der Rossby-Wellen, die auf der Erde in der Atmosphäre und den Ozeanen auftreten.

«Solare Rossby-Wellen haben sehr kleine Amplituden und Perioden von mehreren Monaten, sodass sie extrem schwer zu erkennen sind», erklärte Laurent Gizon, der Leiter des Forscherteams und Geschäftsführende Direktor des MPS. Die Studie erforderte deshalb mehrjährige hochpräzise Beobachtungen der Sonne.

Dazu analysierten die Wissenschaftler vom MPS einen Datensatz des Instrumentes Heliospheric and Magnetic Imager (HMI) der Nasa-Sonde Solar Dynamics Observatory (SDO). «Die HMI-Aufnahmen haben eine ausreichend hohe räumliche Auflösung, um die Bewegung der Granulen auf der sichtbaren Oberfläche der Sonne verfolgen zu können», erläuterte der MPS-Wissenschaftler Björn Löptien, der Erstautor der neuen Studie ist.

Unerwartet: Die Wellen sindf nur am Äquator aktiv
Bei den Granulen handelt es sich um vergleichsweise kleine Konvektionszellen, die auf der Sonnenoberfläche etwa 1500 Kilometer gross sind. «Insgesamt finden wir auf der Sonne grosse wirbelförmige Wellen, die sich entgegen der Rotation bewegen. Dass diese Wellen nur in den äquatorialen Regionen zu sehen sind, ist völlig unerwartet», betonte Gizon.

Die Wellenmuster sind über mehrere Monate stabil. Die Forscher konnten erstmals den Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge der Wellen bestimmen und sie so eindeutig als Rossby-Wellen identifizieren.

«Solare Rossby-Wellen sind gigantisch, ihre Wellenlängen vergleichbar mit dem Sonnenradius», erklärte Gizon. Diese Wellen sind den Wissenschaftlern zufolge ein wesentlicher Bestandteil der inneren Dynamik unseres Zentralgestirns, weil sie zur Hälfte der kinetischen Energie der Sonne beitragen.