Sonne: So könnten solare Superflares und die Heliosphäre in der Vergangenheit unseren Planeten beeinflusst haben
Nicht nur irdische Vorgänge prägen das Klima auf der Erde: Zwei neue Studien zeigen nun, dass auch die direkte Umgebung in der Milchstraße sowie die junge Sonne selbst bestimmt haben könnten, welches Klima hier vorherrschte.
Die Sonne bewegt sich mit ihrem gesamten Planetensystem durch die Milchstraße. Dabei durchquert ihre Heliosphäre – eine vom Sonnenwind erzeugte Blase aus geladenen Teilchen – unterschiedliche Regionen des interstellaren Raums. Forschende vom NASA-Zentrum SHIELD haben nun mit Computersimulationen nachgestellt, wie diese Blase durch die Milchstraße reist.
Dabei kam heraus, dass dichte, kalte Gaswolken die Heliosphäre mehrfach so stark zusammengedrückt haben könnten, dass die Erde zeitweise außerhalb ihres Schutzbereichs lag. Auf solche Ereignisse weisen unter anderem Spuren in Meeressedimenten, antarktischem Schnee und Mondproben hin. Dementsprechend simulierten die Wissenschaftler die Zeiträume vor etwa 2–3, 6–7 und 13–14 Millionen Jahren.
Einfluss auf Eiszeiten?
Außerhalb der Heliosphäre wäre die Erdatmosphäre einem dichteren interstellaren Wasserstoffmilieu ausgesetzt gewesen. Die Modellrechnungen zeigen, dass dadurch der Wasserdampfgehalt und die Dynamik der oberen Atmosphäre verändert worden sein könnten – was ebenso die Temperaturen an der Erdoberfläche verändert hätte.
Damit könnte ein zusätzlicher Faktor für klimatische Schwankungen und Eiszeiten entdeckt worden sein, die bisher vor allem mit der Erdbahn, Treibhausgasen und Eismassen erklärt wurden.
Das NASA-Team arbeitet gleichzeitig an einem digitalen Modell der Heliosphäre. Es soll helfen, genauer zu verstehen, wie die Sonnenblase und ihre galaktische Umgebung wechselwirkten.
Die rätselhafte Wärme der jungen Erde
Eine zweite Studie widmet sich einem anderen Problem: Vor rund drei Milliarden Jahren strahlte die junge Sonne nur etwa 70 Prozent der heutigen Energie ab. Trotzdem existierte auf der Erde bereits flüssiges Wasser. Dieses Rätsel ist als Paradox der schwachen jungen Sonne (Faint Young Sun Paradox) bekannt.
Vladimir Airapetian vom Goddard Space Flight Center der NASA und sein Team untersuchten deshalb die heftigen Superflares junger sonnenähnlicher Sterne. Mithilfe von Experimenten simulierten sie deren energiereiche Teilchen in einer frühen Erdatmosphäre aus Stickstoff, Ammoniak, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid.
Die Protonen lösten chemische Reaktionen aus, bei denen Distickstoffmonoxid (N2O) entstand – ein Treibhausgas, das rund 300-mal stärker wirkt als Kohlendioxid. Selbst wenn nur zehn Prozent davon erhalten geblieben wären, hätten Simulationen die tropischen Regionen auf etwa fünf Grad Celsius erwärmen können, also auf Temperaturen über dem Gefrierpunkt von Wasser – und die Wärme dauerhaft halten können.
Die kleinere Menge Distickstoffmonoxid könnte sogar die Synthese komplexer Moleküle beschleunigt haben, die letztlich Leben ermöglicht haben. So erwiesen sich Temperaturen kurz über dem Gefrierpunkt als günstiger, damit sich Aminosäureketten bilden können, als wärmere Temperaturen.
Die beiden Studien erweitern damit unser Verständnis der Erdgeschichte: Das Klima unseres Planeten wurde nicht allein durch irdische Prozesse geprägt. Auch die Umgebung der Milchstraße sowie die wechselhafte Sonnenaktivität könnten Bedingungen geschaffen haben, unter denen die Erde bewohnbar wurde.
Artikelreferenz
Kobayashi, K., et al. (2026). Proton Irradiation of Primitive Atmospheres of Young Exoplanets and Early Earth: N2O Greenhouse Warming and Prebiotic Synthesis. The Astrophysical Journal Letters.
Opher, M. (2026). Understanding the Heliospheric Shield: Laying the Groundwork to Predict Habitable Astrospheres. Annual Review of Astronomy and Astrophysics.