Wie Weltraumwetter die Erde beeinflusst

Magnetfeldlinien, die sich drehen, um Sonneneruptionen zu erzeugen, verziehen sich gelegentlich so stark, dass sie brechen. Dabei explodiert eine Wolke aus geladenen Teilchen in den Weltraum als koronaler Massenauswurf (CME). Ein solcher CME könnte Stunden brauchen, um sich von der Oberfläche der Sonne zu lösen, aber sobald er es tut, erreicht er Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 km pro Sekunde.

Wissenschaftler hatten die Möglichkeit, diese leistungsfähigen Triebkräfte des Weltraumwetters mit den ersten 3D-Bildern der Sonne und der Heliosphäre zu studieren. Das Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) verfolgt den Fluss von Energie und Materie von der Sonne zur Erde, um die Mechanismen hinter der CME-Bildung zu erforschen. Ein besseres Verständnis der Ursachen dieser Explosionen führte zu einer Verbesserung theoretischer Modelle.

Im Rahmen des EU-geförderten Projekts SEP (Study of solar eruptive phenomena: Understand their early phases and determine their arrival times to Earth) analysierten die Wissenschaftler Beobachtungen an der CME-Quelle. Hochauflösende, Multi-Wellenlängen-Messungen des koronalen Magnetfeldes vom Solar Dynamics Observatory (SDO) wurden mit extrem ultravioletten (EUV) Beobachtungen von STEREO kombiniert.

Die SEP-Studie enthüllte die zentrale Rolle, die eine Destabilisierung der bereits bestehenden magnetischen Flussbänder bei großen CME-Explosionen spielt. Wesentliche Forschungsanstrengungen wurden auch den sogenannten EUV-Wellen gewidmet, um zur Beantwortung der Frage nach ihrer Natur beizutragen. Diese Helligkeitsfronten breiten sich nach CME und Aufflackern über die Oberfläche der Sonne mit Geschwindigkeiten von Hunderten von Kilometern pro Sekunde aus.

Dieses Licht braucht 8 Minuten, um die terrestrische Magnetosphäre zu erreichen. CME dagegen könnten bis zu fünf Tage unterwegs sein, bevor sie unseren Planeten erreichen. Der Sonnenwind wirkt auf diese Wolken von heißem Plasma wie ein Strom gegen ein Boot und bremst die schnelleren. Die Wissenschaftler von STEREO stellen die Hypothese auf, dass man zur Vorhersage der Ankunftszeit von CME Schocks, die rund um die Wolken herum gebildet werden, berücksichtigen muss.

Vom konstanten Strom von elektrisch geladenen Teilchen in Form von Sonnenwind bis zu den unvorhersehbaren CME, die Erde fühlt die Auswirkungen unseres stellaren Begleiters, die nicht nur auf Licht und Wärme begrenzt sind. Der neue Blick auf die Sonne durch die STEREO- und SDO-Missionen half SEP-Wissenschaftlern, die Sonnenphysik besser zu verstehen und damit die Vorhersagen des Weltraumwetters zu verbessern.