Sonneneruptionen bedrohen nicht nur Astronauten und Raumsonden, auch auf der Erde können die ins All geschleuderten Teilchenstürme unsere Stromnetze sowie Telekommunikations- und Navigationssysteme empfindlich stören. Eine Vorhersage von solaren Materieausbrüchen ist bisher jedoch nicht möglich. Wissenschaftler der Stanford University im US-Bundesstaat Kalifornien haben nun eine neue Methode entwickelt, um aktive Regionen auf der Sonne aufzuspüren, noch bevor sie sichtbar und damit gefährlich werden.
Ursache für die solare Aktivität sind starke Magnetfelder, die im Innern der Sonne erzeugt werden und an die Oberfläche aufsteigen. Mit Hilfe der Helioseismologie blickten Stathis Ilonidis und seine Kollegen nun in die Tiefen des Sterns, um solche Magnetfelder frühzeitig zu entdecken. Dabei nutzen sie aus, dass kreuz und quer durch die Sonne unterschiedlichste Schallwellen laufen – erzeugt durch turbulente Konvektion nahe der Oberfläche –, anhand derer sich Rückschlüsse auf die jeweils durchquerten Regionen ziehen lassen.
Ein ungemütlicher Stern | Koronale Massenauswürfe gehören zu den gewaltigsten Ausbrüchen der Sonne. Dabei werden schlagartig geladene Teilchen ins Planetensystem geschleudert. Zwar schützen Magnetfeld und Atmosphäre die Erde vor dem Beschuss. Dennoch können besonders starke koronale Massenauswürfe Schäden bei Satelliten und in der Stromversorgung am Boden anrichten. Seit 2006 hilft SoHO dabei, dieses Risiko zu reduzieren: Wissenschaftler entwickelten eine Methode, um die Ausbrüche zuverlässig vorherzusagen. Denn die Sonde kann Ausbrüche auf der Rückseite der Sonne bereits erkennen, wenn sie auf der Erde noch gar nicht zu sehen sind.
Die Forscher bestimmten nun sowohl in aktiven als auch in ruhigen Gebieten der Sonne die Laufzeiten und -strecken solcher akustischen Wellen, aufgezeichnet vom Solar- and Heliospheric Observatory. Variationen in den Laufzeiten deuten dabei auf Störungen im Sonneninneren hin, zum Beispiel auf starke Magnetfelder. Tatsächlich stießen sie auch in noch ruhigen Regionen auf auffällige Signale. Ein bis zwei Tage später erreichten dann die damit verbundenen magnetischen Strukturen die Oberfläche, berichten die Wissenschaftler, und sorgten dort für eine erhöhte Sonnenaktivität.
Erzeugt würden die Magnetfelder rund 65 000 Kilometer unter der Sonnenoberfläche, schließen Ilonidis und sein Team aus ihren Messungen. Zudem seien die Abweichungen in den Laufzeiten zum Teil unerwartet groß, weshalb die störenden Magnetfelder womöglich viel stärker seien als frühere Modelle vorhergesagt hatten. Andererseits könnte aber auch ihr Einfluss auf die Laufzeit der Schallwellen noch nicht ausreichend verstanden sein. Mit Geschwindigkeiten zwischen 0,3 und 0,6 Kilometer pro Sekunde steigen die Magnetstrukturen dann aus dem Inneren der Sonne auf, messen die Forscher, und können auf der Sonnenoberfläche schließlich zu teils extremen Ereignissen führen.
Bei sogenannten koronalen Massenauswürfen schleudern beispielsweise beträchtliche Materiemengen – nicht selten von der Masse des Mount Everests – mit Geschwindigkeiten von bis zu 3000 Kilometern pro Sekunde ins Weltall. Wäre ein solcher Teilchensturm auf die Erde gerichtet, könnte er erheblichen Schaden anrichten. Mit der neuen Technik bliebe immerhin rund doppelt so lange Zeit wie bisher, um auf einen Sonnensturm zu reagieren.
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