News: Ruhe vor dem Sturm?
Eigentlich befindet sich die Sonnenaktivität gerade auf dem absteigenden Ast ihres 11-jährigen Zyklus, doch ab und an macht sich unser Zentralgestirn dennoch bemerkbar. Überhaupt, so scheint es, ist die Sonne in den letzten 60 Jahren deutlich aktiver als in den 12 Jahrhunderten davor.
Dunkle Flecken auf der Sonnenoberfläche – seit Jahrhunderten sind diese Erscheinungen bekannt. Schon zu Galileo Galileis Tagen, kurz nach der Erfindung des Fernrohrs, beobachteten Gelehrte das Auftauchen, die Bewegung und das Verschwinden dieser markanten Stellen und notierten alles akribisch. Dank unzähliger Aufzeichnungen lässt sich deshalb die Zahl der Sonnenflecken bis in die Anfänge des 17. Jahrhunderts nahezu lückenlos zurückverfolgen.
Nicht zuletzt aufgrund dieser Daten wissen Astronomen heute, dass die Sonne einem 11-jährigen Zyklus unterworfen ist, in dem die Häufigkeit von Sonnenflecken und damit auch die Aktivität der Sonne stark variiert. Derzeit bewegt sich die Sonne gerade nach dem Maximum ihrer Aktivität im Jahr 2000 auf ein Minimum zu – allerdings auf hohem Niveau. Denn die Zahl der Sonnenflecken deutet im Vergleich zu früheren Jahrhunderten auf eine ungewöhnlich starke Aktivität in den letzten 60 Jahren hin. Das lässt sich nicht nur an historischen Protokollen festmachen, auch biologisch-geologische Archive geben darüber Aufschluss.
Der Gehalt des Kohlenstoff-Isotops 14C in den jahreszeitlichen Ringen von Bäumen variiert beispielsweise je nach Aktivität genauso wie die Konzentration des Isotops 10Be in Eiskernen aus Grönland und der Antarktis. Die Ursache dafür: Eine hohe Sonnenaktivität ist stets auch durch einen erhöhten magnetischen Fluss unseres Gestirns gekennzeichnet. Dieser wiederum lässt verstärkt kosmische Strahlung abprallen und schützt so die Erde vor dem Teilchenbombardement aus dem Weltraum. Da jedoch 10Be in der Atmosphäre gerade durch den Einfluss der Höhenstrahlung entsteht, bewirkt eine aktive Sonne – gekennzeichnet durch ihre Sonnenflecken – eine geringere Produktion des Isotops, was sich letztlich in den Eisschichten von Bohrkernen niederschlägt.
Ilya Usoskin von der Universität im finnischen Oulu und seine Kollegen haben nun diesen Zusammenhang genutzt, um aus den 10Be-Gehalten antarktischer und grönländischer Eisbohrkerne die Zahl der Sonnenflecken bis in das Jahr 850 nach Christus zu rekonstruieren [1]. Tatsächlich spiegeln sich in den Werten alle bekannten Maxima und Minima der Sonnenaktivität wider: so etwa das Maunder-Minimum zwischen 1645 und 1715. Und auch der steile Anstieg der Zahl der Sonnenflecken im 20. Jahrhundert bildet sich deutlich ab. Im Schnitt wies die Sonne seitdem mehr als doppelt so viele Flecken auf als zu jeder beliebigen anderen Zeit in den letzten 1150 Jahren.
Vielleicht, so spekulieren einige Wissenschaftler, ist hierauf auch ein Teil der globalen Erwärmung zurückzuführen. Usoskin hält das nicht für abwegig, meint jedoch, dass die Sonne nicht allein dafür verantwortlich gemacht werden kann. Dafür sind die Zusammenhänge zwischen dem Klima auf der Erde und der Sonnenaktivität noch nicht genau genug bekannt. Deutlich spürbarer sind indes manch kurzfristige Auswirkungen, die eine erhöhte Aktivität mit sich bringen kann: die Folge von Sonneneruptionen, so genannten Flares, beispielsweise oder Magnetstürme.
Letztere waren im Jahr 1859 offenbar besonders heftig, wie die Untersuchung historischer Daten ergab [2]. So kam es am 1. und 2. September dieses Jahres zu massiven Störungen und Unterbrechungen der Telegraphenleitungen in Europa und den USA, einer Technik, die damals gerade mal 15 Jahre alt war. Ferner staunten die Menschen in Rom, Havanna und auf Hawaii über Polarlichter, die normalerweise nur jenseits des 70. Breitengrades zu sehen sind.
Dabei gehörte das auslösende Ereignis auf der Sonne gar nicht mal zu den besonders starken, wie Bruce Tsurutani vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena erklärt. Einige Umstände sorgten jedoch für die stürmische Wirkung auf der Erde.
Vorausgegangen war dem magnetischen Sturm die Beobachtung zahlreicher Sonnenflecken seit dem 28. August. Mehrmals zwischen diesem Tag und dem 2. September waren helle Flares zu sehen. Am 1. September kam es dann schließlich zu einer besonders starken Eruption, sodass sich die Helligkeit in der betroffenen Region kurzzeitig verdoppelte. "Mit diesem Flare kam es zur explosiven Freisetzung einer massereichen Wolke magnetisch geladenen Plasmas – ein koronaler Massenauswurf", erklärt Tsurutani.
Normalerweise bewegt sich eine solche geladene Wolke radial von der Sonne weg. Selten wird die Erde dabei direkt getroffen, wenn die Teilchen nach drei bis vier Tagen die 150 Millionen Kilometer zurückgelegt haben. Der koronale Massenauswurf bewegte sich jedoch in diesem Fall deutlich schneller als sonst. Schon nach 17 Stunden und 40 Minuten hatte er die Erde erreicht und diese voll getroffen. Das Erdmagnetfeld konnte nicht viel entgegensetzen, und so wundert es nicht, dass geladene Teilchen schnell in die oberen Atmosphärenschichten eindrangen und für eine Menge Durcheinander sorgten.
Die Frage, ob sich ein derart starker geomagnetischer Sturm wieder ereignen könnte, bejaht Tsurutani – ein solches Ereignis könnte vielleicht sogar noch stärker als 1859 ausfallen. Ganz so schlimm scheint es am heutigen Freitag jedoch nicht zu kommen. Zwar konnten Wissenschaftler der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) am Mittwochvormittag (etwa um 9 Uhr MESZ) auf der Sonne einen koronalen Massenauswurf beobachten, der die Erde im Lauf des Freitags erreichen soll. Laut NOAA wird die geladene Wolke aber vermutlich nur für eine mittelschwere geomagnetische Störung der Größenordnung G3 sorgen.
Auch Experten des European Space Operations Centre in Darmstadt sehen dieser Wolke gelassen entgegen, denn geomagnetische Stürme dieser Stärke treten bis zu neun Mal im Jahr auf. Walter Flury vom ESOC kommentiert entsprechend: "Diese Situation ist nicht außergewöhnlich."
Nicht zuletzt aufgrund dieser Daten wissen Astronomen heute, dass die Sonne einem 11-jährigen Zyklus unterworfen ist, in dem die Häufigkeit von Sonnenflecken und damit auch die Aktivität der Sonne stark variiert. Derzeit bewegt sich die Sonne gerade nach dem Maximum ihrer Aktivität im Jahr 2000 auf ein Minimum zu – allerdings auf hohem Niveau. Denn die Zahl der Sonnenflecken deutet im Vergleich zu früheren Jahrhunderten auf eine ungewöhnlich starke Aktivität in den letzten 60 Jahren hin. Das lässt sich nicht nur an historischen Protokollen festmachen, auch biologisch-geologische Archive geben darüber Aufschluss.
Der Gehalt des Kohlenstoff-Isotops 14C in den jahreszeitlichen Ringen von Bäumen variiert beispielsweise je nach Aktivität genauso wie die Konzentration des Isotops 10Be in Eiskernen aus Grönland und der Antarktis. Die Ursache dafür: Eine hohe Sonnenaktivität ist stets auch durch einen erhöhten magnetischen Fluss unseres Gestirns gekennzeichnet. Dieser wiederum lässt verstärkt kosmische Strahlung abprallen und schützt so die Erde vor dem Teilchenbombardement aus dem Weltraum. Da jedoch 10Be in der Atmosphäre gerade durch den Einfluss der Höhenstrahlung entsteht, bewirkt eine aktive Sonne – gekennzeichnet durch ihre Sonnenflecken – eine geringere Produktion des Isotops, was sich letztlich in den Eisschichten von Bohrkernen niederschlägt.
Ilya Usoskin von der Universität im finnischen Oulu und seine Kollegen haben nun diesen Zusammenhang genutzt, um aus den 10Be-Gehalten antarktischer und grönländischer Eisbohrkerne die Zahl der Sonnenflecken bis in das Jahr 850 nach Christus zu rekonstruieren [1]. Tatsächlich spiegeln sich in den Werten alle bekannten Maxima und Minima der Sonnenaktivität wider: so etwa das Maunder-Minimum zwischen 1645 und 1715. Und auch der steile Anstieg der Zahl der Sonnenflecken im 20. Jahrhundert bildet sich deutlich ab. Im Schnitt wies die Sonne seitdem mehr als doppelt so viele Flecken auf als zu jeder beliebigen anderen Zeit in den letzten 1150 Jahren.
Vielleicht, so spekulieren einige Wissenschaftler, ist hierauf auch ein Teil der globalen Erwärmung zurückzuführen. Usoskin hält das nicht für abwegig, meint jedoch, dass die Sonne nicht allein dafür verantwortlich gemacht werden kann. Dafür sind die Zusammenhänge zwischen dem Klima auf der Erde und der Sonnenaktivität noch nicht genau genug bekannt. Deutlich spürbarer sind indes manch kurzfristige Auswirkungen, die eine erhöhte Aktivität mit sich bringen kann: die Folge von Sonneneruptionen, so genannten Flares, beispielsweise oder Magnetstürme.
Letztere waren im Jahr 1859 offenbar besonders heftig, wie die Untersuchung historischer Daten ergab [2]. So kam es am 1. und 2. September dieses Jahres zu massiven Störungen und Unterbrechungen der Telegraphenleitungen in Europa und den USA, einer Technik, die damals gerade mal 15 Jahre alt war. Ferner staunten die Menschen in Rom, Havanna und auf Hawaii über Polarlichter, die normalerweise nur jenseits des 70. Breitengrades zu sehen sind.
Dabei gehörte das auslösende Ereignis auf der Sonne gar nicht mal zu den besonders starken, wie Bruce Tsurutani vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena erklärt. Einige Umstände sorgten jedoch für die stürmische Wirkung auf der Erde.
Vorausgegangen war dem magnetischen Sturm die Beobachtung zahlreicher Sonnenflecken seit dem 28. August. Mehrmals zwischen diesem Tag und dem 2. September waren helle Flares zu sehen. Am 1. September kam es dann schließlich zu einer besonders starken Eruption, sodass sich die Helligkeit in der betroffenen Region kurzzeitig verdoppelte. "Mit diesem Flare kam es zur explosiven Freisetzung einer massereichen Wolke magnetisch geladenen Plasmas – ein koronaler Massenauswurf", erklärt Tsurutani.
Normalerweise bewegt sich eine solche geladene Wolke radial von der Sonne weg. Selten wird die Erde dabei direkt getroffen, wenn die Teilchen nach drei bis vier Tagen die 150 Millionen Kilometer zurückgelegt haben. Der koronale Massenauswurf bewegte sich jedoch in diesem Fall deutlich schneller als sonst. Schon nach 17 Stunden und 40 Minuten hatte er die Erde erreicht und diese voll getroffen. Das Erdmagnetfeld konnte nicht viel entgegensetzen, und so wundert es nicht, dass geladene Teilchen schnell in die oberen Atmosphärenschichten eindrangen und für eine Menge Durcheinander sorgten.
Die Frage, ob sich ein derart starker geomagnetischer Sturm wieder ereignen könnte, bejaht Tsurutani – ein solches Ereignis könnte vielleicht sogar noch stärker als 1859 ausfallen. Ganz so schlimm scheint es am heutigen Freitag jedoch nicht zu kommen. Zwar konnten Wissenschaftler der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) am Mittwochvormittag (etwa um 9 Uhr MESZ) auf der Sonne einen koronalen Massenauswurf beobachten, der die Erde im Lauf des Freitags erreichen soll. Laut NOAA wird die geladene Wolke aber vermutlich nur für eine mittelschwere geomagnetische Störung der Größenordnung G3 sorgen.
Auch Experten des European Space Operations Centre in Darmstadt sehen dieser Wolke gelassen entgegen, denn geomagnetische Stürme dieser Stärke treten bis zu neun Mal im Jahr auf. Walter Flury vom ESOC kommentiert entsprechend: "Diese Situation ist nicht außergewöhnlich."
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