Eine internationale Forschungsgruppe hat kürzlich eine bemerkenswerte Leistung in der Sonnenphysik erzielt: Erstmals war es möglich, eine besonders aktive Region auf der Sonne über einen Zeitraum von drei vollständigen Sonnenumdrehungen hinweg lückenlos zu beobachten. Diese wertvollen Daten wurden durch die Zusammenarbeit zweier Raumsonden, der Solar Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und dem Solar Dynamics Observatory der NASA, ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Beobachtungen könnten bedeutende Auswirkungen auf unsere Fähigkeit haben, das Weltraumwetter vorherzusagen und die damit verbundenen Gefahren besser zu verstehen.
Die Sonne rotiert einmal alle 28 Tage um ihre Achse, was bedeutet, dass aktive Regionen, die von der Erde aus beobachtet werden, nur für etwa zwei Wochen sichtbar sind, bevor sie aus unserem Blickfeld verschwinden. Die Solar Orbiter-Mission, die seit 2020 in Betrieb ist, hat jedoch die Perspektive der Sonnenbeobachtung erheblich erweitert. Diese Raumsonde kann die Rückseite der Sonne beobachten und vollzieht eine Umlaufbahn um die Sonne alle sechs Monate. Dank dieser Technologie konnten die Forscher zwischen April und Juli 2024 eine der aktivsten Sonnenregionen der letzten zwei Jahrzehnte intensiv verfolgen.
Im Mai 2024 war die Sonnenregion mit der Bezeichnung NOAA 13664 auf der erdzugewandten Seite der Sonne sichtbar und löste starke geomagnetische Stürme aus, die die Erde trafen. Diese Stürme waren die heftigsten, die seit 2003 registriert wurden, und führten zu spektakulären Polarlichtern, die sogar in der Schweiz sichtbar waren. Louise Harra, Professorin an der ETH Zürich, hob hervor, dass diese Ereignisse nicht nur aufregend anzusehen sind, sondern auch ernsthafte Auswirkungen auf moderne Technologien haben können.
Um die Entwicklung und die Auswirkungen dieser aktiven Regionen besser zu verstehen, formierte sich ein internationales Team unter der Leitung von Harra und Ioannis Kontogiannis von der ETH Zürich. Sie kombinierten die Daten der Solar Orbiter mit den Aufzeichnungen des Solar Dynamics Observatory, das die Vorderseite der Sonne beobachtet. Diese Zusammenarbeit ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Region NOAA 13664 über einen Zeitraum von 94 Tagen nahezu durchgängig zu verfolgen, was als der längste kontinuierliche Beobachtungszeitraum für eine einzelne aktive Sonnenregion gilt.
Die Forschung zeigte, dass NOAA 13664 am 16. April 2024 auf der Rückseite der Sonne entstand und bis zu ihrem Zerfall am 18. Juli 2024 eine Vielzahl von Veränderungen durchlief. In diesen aktiven Regionen treten komplexe Magnetfelder auf, die durch stark magnetisiertes Plasma entstehen. Diese Magnetfelder sind oft für gewaltige Sonneneruptionen verantwortlich, die große Mengen elektromagnetischer Strahlung und Plasma in den Weltraum schleudern. Die dadurch verursachten Sonnenstürme können erhebliche Störungen auf der Erde hervorrufen, wie beispielsweise Stromausfälle, Kommunikationsprobleme und sogar Schäden an Satelliten.
Ein bedeutendes Beispiel für die Auswirkungen solcher Sonnenstürme fand im Februar 2022 statt, als 38 von 49 Starlink-Satelliten bei ihrem Start verlorengingen. Harra wies darauf hin, dass selbst Signale von Bahnsystemen betroffen sein können, was potenziell gefährliche Konsequenzen hat. Im Mai 2024 führte die Region NOAA 13664 zu Störungen in der digitalen Landwirtschaft, bei denen Satelliten- und Drohnensignale beeinträchtigt wurden, was zu Ernteausfällen führte und die Landwirte wirtschaftlich belastete.
Diese Beobachtungen sind von großer Bedeutung, da sie den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie Sonnenstürme entstehen und welche Auswirkungen sie auf die Erde haben können. Das Ziel ist es, präzisere Vorhersagen über das Weltraumwetter zu entwickeln, um somit moderne Technologien zu schützen. Harra erklärt, dass die Beobachtungen zeigen, dass komplexe Magnetfelder auf der Sonne mit einer hohen Energiemenge verbunden sind, die in Form von Sonnenstürmen freigesetzt werden kann. Aktuell sind die Forscher jedoch noch nicht in der Lage, die Größe oder den Zeitpunkt solcher Eruptionen genau vorherzusagen.
In Zukunft plant die ESA die Entwicklung einer neuen Raumsonde mit dem Namen Vigil, die speziell dem besseren Verständnis des Weltraumwetters gewidmet sein wird. Der Start dieser Mission ist für das Jahr 2031 vorgesehen. Die Ergebnisse der aktuellen Studie wurden in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht und stellen einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis solarer Aktivitäten dar.
