Dank STEREO-Daten

Entstehung von extremen Sonnenstürmen enträtselt

(Bild: NASA/STEREO)

Heftige Eruptionen auf der Sonne verursachen elektromagnetische Störungen, die Satelliten, Kommunikations- und Energiesysteme beeinflussen können. Neue Analysen von Daten der STEREO-Zwillingssonden der NASA relativieren bisherige Modelle. Wie Forscher in Berkeley unter Grazer Beteiligung herausfunden haben, können sich aufeinanderfolgende Massenauswürfe nämlich enorm aufschaukeln.

Bei sogenannten koronaren Masseauswürfen (CME) werden große Mengen geladener Sonnenteilchen in den Weltraum geschleudert. "Sie sind die Quelle der stärksten Störungen in der Erdmagnetosphäre, und eine 'Super-CME' könnte eine große Gefahr für unsere moderne technologische Infrastruktur darstellen", schildert der Grazer Astrophysiker Christian Möstl, der Mitautor einer Publikation ist, die im Magazin "Nature Communications" veröffentlicht wurde.

Während seines Forschungsaufenthaltes an der University of California in Berkeley hat er gemeinsam mit Kollegen anhand von Daten der STEREO-Sonden (das kleine Bild zeigt eine der Zwillingssonden) erstmals die Entstehung eines extremen Sonnensturmereignisses nach kurz aufeinanderfolgenden koronalen Massenauswürfen der Sonne rekonstruiert.

(Bild: NASA/Goddard Space Flight Center)

Extreme Dimension durch Interaktion
Was sich im Juli 2012 im Bereich der von der Erde abgewandten Seite der Sonne in der Folge von drei mittelschweren Massenauswürfen (Bild) zutrug, klingt in der Schilderung Möstls eindrucksvoll: Zwei Sonnenstürme lösten sich demnach fast gleichzeitig von der Sonne. Durch die gegenseitige Interaktion erreichte ihr Magnetfeld die etwa zehnfache Stärke eines normalen Sonnenwindes. Und nachdem sie sich im Windschatten des vorhergehenden Sturmes befanden, waren sie mit rund 3.000 Kilometern pro Sekunde unterwegs.

"Für die Entfernung Sonne - Erde hätten sie nur 19 Stunden gebraucht. Glücklicherweise sind sie auf der erdabgewandten Seite der Sonne entstanden und haben sich in die der Erde entgegengesetzte Richtung bewegt", betont Möstl. Wäre die Erde im Schussfeld der Teilcheneruption gelegen, wären die Folgen für die technologische Infrastruktur nicht absehbar gewesen. "Es gibt in der jüngsten Vergangenheit keinen Präzedenzfall für einen ähnlich starken Sonnensturm", so der Grazer Forscher.

Nicht so selten wie bislang angenommen
Die Beobachtungsdaten würden zum einen zeigen, wie Sonnenstürme durch eine Kombination verschiedener Events entstehen und durch die Wechselwirkungen extreme Dimensionen annehmen können und wie wichtig es ist, künftig die CME-CME-Wechselwirkung in der Weltraumwetterforschung und -vorhersage zu berücksichtigen. Zudem sei zu berücksichtigen, dass sich der beobachtete Super-Sonnensturm in einem "schwachen" Sonnenzyklus ereignet hat. "Wir müssen davon ausgehen, dass solche Ereignisse nicht so selten sind, wie wir bisher vermutet haben", warnt Möstl.

Die 2006 gestartete Mission STEREO (die Abkürzung steht für Solar TErrestrial RElations Observatory) der US-Raumfahrtbehörde NASA besteht aus den zwei fast baugleichen Raumsonden STEREO-A und STEREO-B, die die Sonne und die Wechselwirkung ihrer Teilchenausbrüche und Felder mit der Magnetosphäre der Erde erstmals dreidimensional beobachten können.