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Eruptive Sonnenstürme schießen enorme Energiemengen ins Sonnensystem.
Blick in die Feuerkugel
Von der Kunst, Sonnenstürme vorherzusagen
Forscher haben ein Modell entwickelt, um Sonnenstürme besser vorhersagen zu können.
Von der Erde aus merken wir nur gelegentlich, welch gigantischen Kräfte die Sonne, der Stern im Zentrum unseres Sonnensystems, entfacht. Schlappe 6000 Grad heiß ist die Oberfläche der Sonne - in ihrem Kern sind es rund 15 Millionen Grad. Das lodernde Fusionsfeuer im Inneren der Sonne treibt riesige Umwälzungen glühenden Plasmas an - sogenannte Protuberanzen. Von Zeit zu Zeit verstärken sich diese zu Sonnenwinden. Elektrisch geladene Gase schießen ins All.

Von Polarlichtern zum Blackout: Die Sonne ist schön und gefährlich
Das Magnetfeld der Erde schützt uns vor den geladenen Teilchen, die durch die Sonnenwinde in das Sonnensystem getragen werden. Die geladenen Partikel werden vom Magnetfeld abgelenkt. Nur an den Polen können Teilchen entlang der Magnetfeldlinien in die Erdatmosphäre gelangen. Sie erzeugen dort die schillernde Aurora borealis - die Polarlichter.

So schön diese Polarlichter sind - ein echter Sonnensturm großen Ausmaßes könnte uns gefährlich werden. Experten befürchten, dass gewaltige geladene Ströme von der Sonne mit dem Erdmagnetfeld wechselwirken könnten, so dass es zu empfindlichen Störungen in Funk- und Stromnetzen kommt. Im Kleinen gab es solche Ereignisse in der Vergangenheit bereits. Von einem richtig großen Sonnensturm wurden die global vernetzte Infrastruktur unserer Zeit aber noch nicht geprüft. Experten fürchten, dass es im Ernstfall sogar zu einem großflächigen Blackout von Telekommunikation, Funk und Strom kommen könnte. Braut sich ein Sonnensturm zusammen, werden vorsorglich Großanlagen heruntergefahren und Satelliten abgedreht.

Auf den Spuren der Magnetfelder, die das Sonnenfeuer im Zaum halten
Sonnenstürme vorherzusehen ist für Sonnenforscher eine große Herausforderung. Seit dem 17. Jahrhundert wird die Sonne von Forschern beobachtet, in den letzten Jahrzehnten nun systematisch mit Satelliten. Diese verfolgen die Aktivitäten auf der Sonnenoberfläche im Detail und schlagen kurzfristig Alarm, wenn sich etwas zusammenbraut. In Zukunft würde man aber gerne frühzeitiger über potenzielle Sonneneruptionen Bescheid wissen.

Hierfür haben Forscher nun ein Modell entwickelt, das die Magnetfelder der Sonne ins Visier nimmt. Durch die großflächigen Bewegungen und Umwälzungen des Plasmas in der Sonne verändert sich das Magnetfeld der Sonne permanent. Dabei verbiegen und "verdrillen" sich die Magnetfeldlinien, die sich aus den Magnetfeldern des geladenen Plasmas ergeben.

Vor einer Eruption ballen sich die Magnetfeldlinien zu "magnetischen Seilen" zusammen, die Plasma ins Sonnensystem peitschen. © Amari et al., Nature 2018 Vor einer Eruption ballen sich die Magnetfeldlinien zu "magnetischen Seilen" zusammen, die Plasma ins Sonnensystem peitschen.
Über den Seilen bilden sich "magnetische Käfige", die der eruptiven Energie entgegenwirken und die Seile im Zaum halten. © Amari et al., Nature 2018 Über den Seilen bilden sich "magnetische Käfige", die der eruptiven Energie entgegenwirken und die Seile im Zaum halten.

Magnetische "Käfige" wirken der eruptiven Energie entgegen
An manchen Orten kommt es zu einer Ballung von Magnetfeldlinien, die wie "Seile" durch die Sonnenoberfläche stoßen. Hier drängt eine intensive eruptive Energie nach außen. Durch Wechselwirkungen bilden sich gleichzeitig um die "Seile" sogenannte "Käfige" aus Magnetfeldlinien, die wiederum der eruptiven Energie entgegenwirken und die Sonnenstürme im Zaum halten. Dieses komplexe Wechselspiel der Magnetfelder und Kräfte haben die Forscher nun in einem Modell abgebildet, das gerade in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde. In Kombination mit Messdaten möchten die Forscher mit ihrem Modell in Zukunft in der Lage sein, frühzeitiger über die Intensität von eruptiven Sonnenstürmen Auskunft zu geben.

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Die Sonne ist das Zentralgestirn unseres Planetensystems.