Wie kann das Studium der Sonne uns dabei helfen, das Weltraumwetter zu verstehen?

Am 10. September 2017 musste die ISS-Crew in den Schutzraum der Station umziehen, um sich vor der Strahlung der stärksten Sonneneruption der letzten zwölf Jahre zu schützen.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern beschloss, dieses Ereignis zu untersuchen, und entwickelte eine neue Methode, um Sonneneruptionen zu erforschen und vorherzusagen. Insbesondere ermöglicht das Verfahren die automatische Erkennung großer Ausbrüche elektromagnetischer Energie und Plasma aus der Sonnenkorona.

„Die Analyse lieferte uns neue Erkenntnisse über das Verhalten von Solarplasma im interplanetaren Raum, was für das Verständnis und die Vorhersage extremer Weltraumwetterphänomene sehr wichtig ist“, sagte die Co-Autorin der Studie und Skoltech-Professorin Tatjana Podladtschikowa.

Die gigantische solare Plasmawolke und die damit verbundene starke Schockwelle sind nicht nur für Astronauten gefährlich. Sie können unseren Planeten an nur einem Tag erreichen und schwere geomagnetische Stürme verursachen. Dies ist das energiereichste Phänomen im Sonnensystem, das mit Geschwindigkeiten von 100 bis 3.500 km/s unterwegs ist.

Sonneneruptionen setzen eine enorme Menge an Energie frei, die der von Dutzenden von Millionen Wasserstoffbomben entspricht. Diese Energieausbrüche betreffen sowohl Menschen als auch elektronische Geräte.

Ein starker geomagnetischer Sturm wird für die spontane Detonation von Minen der US-Marine während des Vietnamkriegs 1972 verantwortlich gemacht. 1989 hinterließ ein Stromausfall in Kanada fast sechs Millionen Menschen ohne Wärme- und Stromversorgung sowie Telekommunikation.

Die Weltwirtschaft ist bei Kommunikation, Navigation, Katastrophenmanagement und Finanztransaktionsdiensten inzwischen auf Satelliten angewiesen, die recht anfällig für das Weltraumwetter sind.

Das Versetzen von Satelliten in den abgesicherten Modus, das Ausschalten sensibler Geräte und die Änderung der Flugbahnen können dazu beitragen, die negativen Auswirkungen des Weltraumwetters zu vermindern.

Die Analyse einzigartiger Weltraumdaten ergab eine extrem schnelle seitliche Ausdehnung eines CME, eines Koronalen Massenauswurfs, der einen solaren Tsunami auslöste – eine leistungsstarke Plasma-Schockwelle, die sich mit bis zu 1.100 km/s bewegt. Die radiale Beschleunigung des CME betrug bis zu 5,3 km/s2, während die laterale Beschleunigung bis zu 10,1 km/s2 erreichte – der größte Wert in der Geschichte der Sonnenbeobachtung.

Zu den Forschern gehörten Wissenschaftler der Universität Graz und des Solarobservatoriums Kanzelhöhe in Österreich, des Skolkowo Instituts für Wissenschaft und Technik in Russland, der U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration und des Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, des UK Mullard Space Science Laboratory, der Universität Kiel und der Universität Potsdam in Deutschland sowie der University of Zagreb in Kroatien.  

Die Ergebnisse ihrer Studie wurden im The Astrophysical Journal (eng) veröffentlicht.

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