Gefährlich sind die S-Formen

News: Gefährlich sind die S-Formen

Die Sonne spendet Licht und Wärme sowie einen sanften Sonnenwind, den aber das Magnetfeld der Erde in hinreichendem Abstand umlenkt. Doch mitunter kommt es in der äußeren Sonnenatmosphäre zu heftigen Entladungen, bei denen Materie mit Geschwindigkeiten von mehreren Millionen Kilometern pro Stunde ins Weltall geschleudert wird. Trifft ein solcher Sturm auf Satelliten in einer Erdumlaufbahn, kann er das Gerät beschädigen oder sogar zerstören. Grund genug, nach einer Möglichkeit zur Vorhersage derartiger Ereignisse zu suchen. Eine Gruppe amerikanischer und japanischer Wissenschaftler hat nun erkannt, daß besonders S-förmige Strukturen auf der Sonnenoberfläche eine starke Neigung zu heftigen Ausbrüchen haben.

Coronal Mass Ejection (CME) nennen Wissenschaftler die Ausbrüche, in deren Verlauf geladene Teilchen und eingeschlossene Magnetfelder ins Weltall ausgestoßen werden. Sonnenphysiker aus den USA und Japan haben jetzt einen deutlichen Zusammenhang festgestellt zwischen einer S-förmigen, sigmoiden Struktur auf der Sonne und von dort innerhalb weniger Tage ausgehenden Entladungen (Geophysical Research Letters vom 15. März 1999, vollständiger Artikel).

Die sigmoiden Formen entstehen vermutlich durch verdrehte solare Magnetfelder. Doch im Gegensatz zu ihnen sind andere gewöhnliche Regionen magnetischer Störungen symmetrisch geformt, haben das Aussehen von zum Beispiel Schmetterlingen und führen selten zu Ausbrüchen.

Als die größten Explosionen in unserem Sonnensystem tragen die CMEs bis zu elf Milliarden Tonnen elektrisch geladener Gase in den Weltraum. Jeden Tag ereignen sich mehrere dieser Ausbrüche, doch nur wenn sie auf die Erde zukommen, besteht Gefahr für die Technologie im Orbit und mitunter sogar am Boden. Innerhalb von vier Tagen hat die Materie die 150 Millionen Kilometer zwischen Sonne und Erde zurückgelegt. Hier kann sie Satelliten ausfallen lassen, Kommunikationssysteme lahmlegen, Navigationssysteme stören und zu Stromausfällen führen.

Zwar liefern verschiedene Satelliten Warnmeldungen, sobald ein explodierter CME gesichtet wird, aber das reicht den Wissenschaftlern nicht aus. Sie wollen schon vor dem Ausbruch wissen, wann mit ihm zu rechnen sein wird. Hugh Hudson und Alphonse Sterling vom Institute of Space and Astronautical Science in Japan erkannten als erste die Bedeutung der sigmoiden Formen. Dadurch angespornt suchte Hudson zusammen mit Richard Canfield und David McKenzie von der Montana State University nach einer statistischen Korrelation der S-förmigen Strukturen und der anschließenden Eruptionen. Sie werteten das Datenmaterial des Satelliten Yohkoh aus den letzten zwei Jahren aus – fünfzig Bilder im Röntgenbereich pro Tag, die sie zu Filmen (438 kB) verknüpften und analysierten.

Ihre Arbeit lieferte nicht nur den erwarteten Zusammenhang der S-Formen mit der erhöhten Wahrscheinlichkeit für eine Eruption, sondern erbrachte auch eine statistische Korrelation zwischen großen Sonnenflecken und CMEs.

Im Laufe der weiteren Arbeit wollen die Forscher zunächst eine einfache Unterteilung der Strukturen vornehmen und später weitere Verfeinerungen einführen. Ihr Fernziel ist eine verläßliche Vorhersage für CMEs, damit die Betreiber gefährdeter Satelliten rechtzeitig Schutzmaßnahmen einleiten können.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 8.2.1998
"Quellen des Sonnenwindes entdeckt"
Spektrum Brennpunkt-Thema vom 24.4.1998
"Sonnenfleckzyklus 23"

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