Nach den Berechnungen des Nasa-Physikers David Hathaway vom Marshall Space Flight Center wird die Zahl der Sonnenflecken gegen Mitte 2000 ihren Höhepunkt erreichen. Die Anzahl der Sonnenflecken ist das Maß für die Aktivität der Sonne, da die Sonnenfackeln und andere Eruptionen meist mit den starken Magnetfeldern der Flecken zusammenhängen. “Die neuesten Berechnungen lassen erwarten, dass die Fleckenzahl etwas niedriger wird als zunächst erwartet”, sagte Hathaway, “vermutlich liegt sie etwa in der gleichen Größenordnung wie bei den letzten beiden Maxima von 1989 und 1978, also über dem Durchschnitt aller beobachteten Sonnenzyklen seit Mitte des 18. Jahrhunderts.” Zurzeit liegt die Sonnenfleckenzahl über 200. Im Schnitt rechnet Hathaway während des Maximums mit etwa 150 Flecken. Ihre Zahl ist jedoch starken Schwankungen unterworfen.
Die Sonne zeigt verschiedene Typen von Ausbrüchen, die unter dem Begriff “Protuberanzen” zusammengefasst werden: Die sogenannten Sonnenfackeln (“Flares”) sind Eruptionen auf der Oberfläche der Sonne. Binnen weniger Minuten wird dabei Materie auf mehrere Millionen Grad aufgeheizt. Bei einem Flare wird soviel Energie frei wie bei der Explosion von einer Milliarde Megatonnen TNT. Diese Energie wird in Form von harten elektromagnetischen Strahlen im Gamma- und Röntgenbereich freigesetzt, außerdem werden auch Protonen und Elektronen ausgestoßen, die nur Minuten brauchen, um die Erde zu erreichen.
Normalerweise treten die Flares bei Sonnenflecken auf, und zwar entlang von Linien, an denen das Magnetfeld seine Polarität wechselt. Spaceweather.com meldet, dass zwei große Fleckengruppen mit einem komplexen Magnetfeld in nächster Zeit auf Flares mittlerer Größe (Klasse M) hoffen lassen. Die Flares werden nach ihrer Helligkeit im Röntgenlicht eingeteilt: Die größten gehören zur Klasse X und sind zehn mal so energiereich wie die mittleren Sonnenfackeln der Klasse M. Noch zehnmal weniger Energie strahlen die Klasse-C-Flares ab.
Ein zweiter Typ von Protuberanzen sind die “koronaren Massenejektion” (CME’s). Das sind große Blasen aus ionisiertem Gas, die ein eigenes Magnetfeld besitzen. Die Sonne stößt so eine Blase während mehrerer Stunden aus. Die CME’s sind oft mit Sonnenfackeln verbunden, aber nicht immer. Beide werden durch Veränderungen des lokalen Magnetfeldes hervorgerufen. Am solaren Minimum gibt es ungefähr eine CME pro Woche, während des Maximums zwei bis drei am Tag.
Am 17. Februar beobachtete das Sonnenobservatorium Soho eine CME, die direkt auf die Erde zukam. Während die Wolke auf die Erde zukam wirkte sie wie ein immer größer werdender Hof um die Sonne. Da sich CME’s wesentlich langsamer bewegen als die Teilchen aus den Flares, brauchen sie zwei bis drei Tage bis zur Erde. Am 19. Februar war es soweit: Die Wolke, die doppelt so schnell war wie der normale Sonnenwind und deshalb eine sogenannte Schockwelle vor sich aufstaute, traf auf das Magnetfeld der Erde. Da das Feld der Wolke eine starke südlich gerichtete Komponente besaß, hatte sie das Potential, das Erdmagnetfeld teilweise aufzuheben. Das hätte es den geladenen Teilchen ermöglicht, die Strahlungsgürtel der Erde zu durchbrechen und möglicherweise Polarlichter in mittleren Breiten hervorzurufen. Diesmal passierte das allerdings nicht: Kurz nach dem Zusammenstoß kehrte sich das Feld der Wolke um.
Am 23. Februar kam schon der nächste Teilchensturm auf die Erde zu: Diesmal war eine Schwachstelle im Magnetfeld der Sonne dafür verantwortlich. Sie erzeugte ein Loch in der Korona, der Sonnenatmosphäre, durch das die geladenen Teilchen des Sonnenwindes doppelt so schnell wie sonst entkommen konnten. Das Loch, das mittlerweile auf der Rückseite der Sonne verschwunden ist, rotiert mit dem Gestirn alle 27 Tage einmal um die Sonnenachse. Etwa einmal im Monat zeigt das Loch, das seit sieben Monaten existiert, direkt zur Erde und kann durch den verstärkten Sonnenwind ebenfalls Polarlichter, Satellitenstörungen und ähnliches hervorrufen.
Erst allmählich wird es möglich, das “Weltraumwetter” -also Störungen des Erdmagnetfeldes durch vermehrte Strahlung von der Sonne – vorherzusagen. Dazu tragen vor allem die Weltraumobservatorien Soho, Advanced Composition Explorer (ACE) und Yohkoh bei. Soho und ACE befinden sich 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt auf einer Umlaufbahn um die Sonne, auf der sie für einen Umlauf genau wie die Erde ein Jahr brauchen. Dadurch stehen sie immer exakt zwischen Erde und Sonne und können das Zentralgestirn pausenlos beobachten. Am 15. März will die Nasa den Satelliten Image, in eine elliptische Umlaufbahn um die Erde schicken. Image soll die Reaktion des Erdmagnetfeldes auf die Sonnenaktivität messen und dadurch ebenfalls eine bessere Vorhersage des Weltraumwetters ermöglichen.
“Je mehr unsere Gesellschaft von Satellitenfernsehen, Satellitennavigation, Handys und anderen Segnungen des Weltraumzeitalters abhängig wird, um so wichtiger wird es, geomagnetische und solare Stürme vorherzusagen – möglicherweise genauso wichtig, wie die Chancen für Regen am nächsten Tag zu bestimmen”, schreibt die Nasa. “Leider hinkt die Weltraumwetter-Vorhersage 40 bis 50 Jahre hinter dem gewöhnlichen Wetterbericht her.” Image soll endlich einen größeren Überblick über Vorgänge in der Magnetosphäre der Erde geben und messen, wie der Schutzschild auf den Teilchenansturm von der Sonne reagiert. “Man denke nur, wie die geosynchronen Wettersatelliten die Lage der Meteorologen verbessert haben”, sagt Dennis Gallagher vom Marshall Space Flight Center der Nasa. “Heutzutage kann jeder einen Hurrikan auf einem Satellitenbild erkennen. Wenn es erst möglich ist, Bilder von Ringströmen, der Plasmasphäre und der Magnetopause in Echtzeit zu betrachten, wird sich auch unser Fach stark verändern.”
An der Grenze des Periodensystems
