Genauere Prognosen für Sonnenstürme

Mit dem Begriff des Raumwetters wird die Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und Teilchen von der Sonne und dem Magnetfeld der Erde beschreiben. Und dabei handelt es sich nicht lediglich um Ströme, die durch die Atmosphäre unseres Planeten jagen. Im Falle von starken Sonneneruptionen können Satelliten und Menschen im in Gefahr sein. Bei extrem intensiven Sonneneruptionen können die Störungen bis zur Erde selber durchdringen und sich auf bodengestützte Kommunikationsinfrastrukturen und Stromnetze auswirken.

Um die Auswirkungen von ungünstigem Weltraumwetter auf moderne Technologien zu minimieren, muss eine Infrastruktur für belastbare Prognosen der Sonnenaktivität entwickelt werden. Aber zuerst müssen die Wissenschaftler die grundlegenden physikalischen Prozesse hinter dem Raumwetter verstehen. Das EU-finanzierte Projekt SOME-UFO (Solar magnetic eruptions: Understanding and forecasting) konzentrierte sich auf die komplexen magnetischen Bedingungen von Sonnenaktivitätsregionen, die als primäre Ursprungsorte von Sonneneruptionen gelten.

Aktive Bereiche erscheinen als dunkle Flecken auf der Oberfläche der Sonne Durch das theoretische Hinterfragen von Daten aus verschiedenen Blickwinkeln bestimmte das Team von SOME-UFO Veränderungen bei drehenden Magnetfeldern in den Tagen vor Sonneneruptionen und wie sich diese mächtigen Energieexplosionen auswirken. Die Wissenschaftler stützten sich auf mehrere Satelliten- und Bodenmagnetopgraphen, um lange gesuchte Anhaltspunkte für eine durchführbare Vorhersage von Solareruptionen zu finden.

Ein wichtiger Faktor, der die Auslösung beeinflusst, ist die überschüssige magnetische Energie, die in verdrehten Feldlinien als elektrische Ströme gespeichert ist. Ein weiterer Faktor ist die sogenannte magnetische Helizität, ein Maß für die Spannungen und Verzerrungen der magnetischen Feldlinien. Mit diesen von SOME-UFO gelieferten Informationen und kritischen Schwellenwerten für Energie und Helizität bei Eruptionen könnten zuverlässige Warnungen für das nächste Maximum der Sonnenaktivität möglich sein.

Derzeit werden für Vorhersagen komplexe Sonnenfleckenregionen betrachtet und vor Aufflammen gewarnt, aber ohne Wissen über das wann, wo und wie stark. Die Wissenschaftler von SOME-UFO fanden das gleiche Muster in den verschiedenen aktiven Bereichen: Magnetfeldlinien drehen sich zur Bruchstelle hin und entspannen dann. Sie sind davon überzeugt, dass dieses Muster den Weg für ein zuverlässiges Werkzeug für die Vorhersage einer Sonneneruption ebnen wird.

Die Projektergebnisse von SOME-UFO werden in den nächsten Jahren innerhalb von zwei neuen Forschungsinitiativen verfeinert werden. Das von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) finanzierte Projekt A-EFFort (Athens Effective Solar Flare Forecasting) soll einen völlig automatisierten Prognosedienst entwickeln. Das EU-finanzierte Projekt FLARECAST (Flare Likelihood and Eruption Region Forecasting) dagegen widmet sich dem Schutz von Weltraumressourcen vor schlechtem Weltraumwetter mittels einer weiteren vollautomatischen Vorhersageeinrichtung in einem viel größeren Maßstab als von A-EFFort, der ersten ihrer Art.