Auf der Oberfläche der Sonne brodelt es ganz gewaltig. Das könnten auch wir Menschen auf der Erde zu spüren bekommen. Wissenschaftler haben zuletzt mehrfach starke Eruptionen auf der Sonne und Sonnenstürme gemessen.
An diesem Wochenende könnten die Folgen heftiger Sonneneruptionen die Erde treffen. Zu erwarten seien im Verlauf des Samstags (16. Dezember) und auch noch am Sonntag (17. Dezember) geomagnetische Stürme der Kategorien G1 (geringfügig) bis G2 (mäßig), hat das US-Weltraumwetterprognosezentrum mitgeteilt.
G2-Stürme können demnach unter anderem dazu führen, dass bei Raumfahrzeugen die Ausrichtung durch die Bodenkontrolle korrigiert werden muss. Zudem können in höheren Breiten bestimmte Arten von Funkverkehr beeinträchtigt sein. Auch Schäden an Transformatoren von Stromnetzen sind dort möglich. Polarlichter könnten auch weit südlich der Nordpolregion zu sehen sein.
Sonne schleudert Plasma ins Weltall
Die Ursache der geomagnetischen Stürme sind den Angaben zufolge koronale Massenauswürfe der Sonne am Donnerstag (14. Dezember) und Freitag (15. Dezember). Dabei wird eine Plasmawolke ins All geschleudert, die aus Elektronen, Protonen und bestimmten Atomkernen besteht.
Am Donnerstag hatte sich dem Prognosezentrum zufolge eine der vermutlich stärksten jemals registrierten Sonneneruptionen ereignet. Das Ereignis hatte sich demnach bereits am Donnerstag auf bestimmte Funkkommunikation ausgewirkt.
Seit Dezember 2019 nimmt die Aktivität der Sonne wieder zu. Etwa alle elf Jahre, in einem sogenannten Sonnenzyklus, gibt es Phasen mit schwacher und mit starker Aktivität. Aktuell nähert sich die Sonne einem Maximum.
Zal der Sonnerstürme derzeit sehr hoch
Die Zahl der Sonnenflecken ist nach Daten der US-Atmosphärenbehörde NOAA derzeit so hoch wie seit über 20 Jahren nicht mehr. Da die Häufigkeit der Sonnenflecken mit der Sonnenaktivität zusammenhängt, entstehen dann auch viele Sonnenstürme. Und die können je nach Richtung auch für die Erde brisant werden. In den nächsten Jahren werde es wahrscheinlich zu mehr Sonnenstürmen kommen, sagt Sami Solanki, Direktor am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS).
Was ist ein Sonnensturm?
Von dem gigantischen Gasball im Weltall geht permanent Strahlung aus. Die mit den Sonnflecken verbundenen starken Magnetfelder können große Wolken heißen Gases aus den Außenschichten der Sonne ins All schleudern. Diese Gaswolken sind elektrisch geladen und stören daher das terrestrische Magnetfeld, wenn sie die Erde kreuzen.
Ist eine solche Strahlung innerhalb der Gasschicht der Sonne – der sogenannten Chromosphäre – besonders stark, kann sie auf der Erde erheblichen Schaden anrichten. Wenn diese sogenannten Sonnenwinde zudem kurzzeitig besonders intensiv sind und die Eruption – auch koronaler Masseauswurf genannt – lokal deutlich stärker ist, spricht man von einem Sonnensturm.
Ist eine solche Strahlung innerhalb der Gasschicht der Sonne – der sogenannten Chromosphäre – besonders stark, kann sie auf der Erde erheblichen Schaden anrichten. Wenn diese sogenannten Sonnenwinde zudem kurzzeitig besonders intensiv sind und die Eruption – auch koronaler Masseauswurf genannt – lokal deutlich stärker ist, spricht man von einem Sonnensturm.
Wie oft treten Sonneneruptionen auf?
Die Sonnenflecken treten in einem etwa elfjährigen Zyklus vermehrt auf. Aktuell befindet sich die Sonne im Solarzyklus 25 und nach Daten der NOAA hat die Zahl der Sonnenflecken bereits das Maximum des vorhergehenden übertroffen. „Allerdings muss auch betont werden, dass Zyklus 24 ein extrem schwacher Zyklus war“, erklärt Solanki. Die Zahl der Sonnenflecken liege über alle Solarzyklen hinweg gesehen derzeit in einem mittleren Bereich.
Eine höhere Zahl von Sonnenflecken ist laut Solanki ein Zeichen dafür, dass das Magnetfeld der Sonne stärker und sie selbst aktiver ist. Es gebe dann mehr Massenauswürfe, bei denen ein Teil der Atmosphäre der Sonne einfach rausgeschleudert werde in den interplanetaren Raum, so der Forscher.
Bilder aus dem Inferno der Sonne
Wie entstehen Sonnenflecken?
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erklärt die Entstehung von Sonnenflecken so: Permanent wirbelt heiße Materie aus dem Inneren der Sonne an die Oberfläche. Dieser Vorgang kann durch lokale Verstärkungen des Magnetfelds der Sonne behindert werden. Die Folge: Es entstehen etwas kältere Stellen auf der Sonnenoberfläche, die als Sonnenflecken sichtbar werden.
„Ein Sonnenfleck besteht aus einem sehr starken Magnetfeld. Das ist mehrere Tausendmal so stark wie das Magnetfeld der Erde“, erläutert Solanki. „Das heißt, es kommt dort sehr viel weniger Energie an die Oberfläche und es kann auch viel weniger abgestrahlt werden. Und deshalb erscheinen die Flecken dunkel.“
Inwieweit beeinflussen Sonnenflecken Eruptionen des Sterns?
Je mehr Sonnenflecken Experten entdecken, desto wahrscheinlicher sind Sonneneruptionen. Der europäischen Raumfahrtbehörde Esa zufolge können dabei hochenergetische Teilchen in einer Dimension von mehreren Zehnmilliarden Tonnen ins All geschleudert werden.
Sie können innerhalb von Stunden auch zur rund 150 Millionen Kilometer entfernten Erde gelangen. Der Schutzschild der Erde, die Magnetosphäre, „wird dabei wie eine Seifenblase auseinandergezogen und kann sozusagen reißen“. Die Teilchen können dann in das Magnetfeld eintreten.
Dies könne zu „wunderschönen Sachen wie Polarlichtern“» führen, aber auch zu Satellitenschäden, betont Solanki. Auch der Zusammenbruch eines Stromnetzes sei möglich. „Das ist schon passiert, meistens in etwas höheren Breiten. Aber wir haben die letzten 150 Jahre keinen so richtig großen Sonnensturm gehabt. Es kann also noch schlimmer kommen.“
Haben die Eruptionen Auswirkungen das Erdklima?
Richtig große Eruptionen gebe es aber selten. Selbst bei wenigen Flecken genüge jedoch „nur ein einzelner riesiger Fleck“ auf der Sonne, der mit großer magnetischer Energie auch für einen gefährlicheren Ausbruch sorgen könne.
Der Einfluss der Sonnenstürme auf das Erdklima ist hingegen gering. Solche Helligkeitsschwankungen hätten „keinen nennenswerten Beitrag zum rasanten Anstieg der globalen Temperatur der Erde in den letzten etwa 50 Jahren geleistet haben.“