Ein Sonnensturm hatte im Jahr 2021 sechs Raumsonden getroffen. Die NASA untersuchte den Fall – mit folgendem Ergebnis

Der NASA zufolge wurden im Jahr 2021 gleich sechs Raumsonden an verschiedenen Orten von einem einzigen Sonnensturm getroffen. Schuld daran waren solare energiereiche Teilchen (solar energetic particles, SEPs), die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Weltraum ausbreiteten.

Koronaler Massenauswurf
Koronaler Massenauswurf und anschließendes Auftreffen auf die Erde. Bild: SOHO

Am 17. April 2021 ist ein Sonnensturm auf die Erde getroffen, der von sechs Raumsonden im inneren Sonnensystem gleichzeitig erfasst wurde. Angaben der NASA zufolge war es das erste Mal, dass solare energiereiche Teilchen (solar energetic particles, SEPs) von Raumsonden an so vielen verschiedenen Orten zwischen Sonne und Erde beobachtet wurden, darunter auch Raumsonden, die den Mars umkreisen.

Wissenschaftler kamen zu dem Ergebnis, dass verschiedene Sonnenphänomene unterschiedliche Arten von SEPs durch den Weltraum schleudern können. Dort breiten sie sich dann mit jeweils anderen Geschwindigkeiten aus.

Um herauszufinden, woher diese Teilchen genau kommen und wie man Mensch und Technik besser schützen kann, analysierte ein Forscherteam, welche Arten von Teilchen wann auf die einzelnen Raumsonden trafen.

Koronaler Masseauswurf am 17. April 2021
Ansicht des Koronalen Masseauswurfs auf der Sonne am 17. April 2021, eingefangen vom Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO). Bild: NASA/STEREO-A/COR2

Die Wissenschaftler konnten bei dem Sonnensturm Teilchen von 210 Längengraden der Sonne nachweisen, das sind fast zwei Drittel des Sonnenumfangs. Dieser Winkel ist wesentlich größer als der normale Winkel bei Sonnenausbrüchen. Zudem zeichnete jede Raumsonde andere Elektronen und Protonen an ihrem Standort auf.

Die Daten deuten darauf hin, dass die SEPs nicht von einer einzigen Quelle auf einmal ausgestoßen wurden, sondern zu unterschiedlichen Zeiten und in verschiedene Richtungen. Ursache dafür könnten verschiedene Arten von Sonneneruptionen sein.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Elektronen wahrscheinlich durch eine Sonneneruption schnell in den Weltraum getrieben wurden, während die Protonen langsamer vorwärts gelangten, wahrscheinlich erst durch eine Schockwelle aus Sonnenmaterial oder einen koronalen Massenauswurf.

Der Sonnensturm im Jahr 2021 war laut Angaben der NASA der erste, bei dem so viele Messstationen gleichzeitig betroffen waren was nicht immer glimpflich ausgeht. "SEPs können unsere Technologie, wie Satelliten, beschädigen und GPS stören", erklärt Nina Dresing von der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Turku in Finnland.

Auch Menschen im Weltraum oder sogar in Flugzeugen auf Polarrouten können bei starken SEP-Ereignissen schädliche Strahlung erleiden. – Nina Dresing, Universität Turku.

Treffen solare Protonen und Elektronen auf die Erde, wird ein Magnetfeld erzeugt, das mit dem der Erde konkurriert. Durch diese Wechsel im Magnetfeld können Schäden an Elektronik und Satelliten entstehen.

Positionen der Raumfahrzeuge
Positionen der einzelnen Raumfahrzeuge sowie von Erde und Mars während des Sonnensturms am 17. April 2021. Die Sonne liegt im Mittelpunkt des Kreises. Bild: Solar-MACH

Sonnenstürme beeinflussen nicht nur Raumschiffe und Satelliten, sie können auch Mobilfunk- und Stromnetze lahmlegen. Der wohl stärkste jemals dokumentierte Sonnensturm war das Carrington-Ereignis im Jahr 1859. Damals folgten auf ein etwa fünfminütiges helles Leuchten verschiedene Erscheinungen wie Fehlfunktionen der Telegrafensysteme und Polarlichter in den Tropen.

Telegrafen berichteten über Stromschläge, wenn sie die Geräte anfassten. Der Amateurastronom Richard Carrington schlussfolgerte, dass diese großräumige geomagnetische Störung höchstwahrscheinlich durch die Sonneneruption verursacht wurde. – Nach ihm wurde der Sonnensturm benannt.

Ereignisse wie Sonnenstürme durch Flares oder CMEs auf der Sonne sowie durch kosmische Strahlung werden unter dem Begriff Weltraumwetter zusammengefasst.

Das Space Weather Prediction Center (SWPC) der NOAA etwa ist zuständig für Weltraumwettervorhersagen und prognostiziert Sonnenstürme. Es überwacht durchgehend den Sonnenwind, um Stärke und Zeitpunkt geomagnetischer Stürme vorherzusagen zu können. Insbesondere Raumfahrtunternehmen und die kommerzielle Luftfahrt haben höchstes Interesse daran, dass ihre kostspieligen Technik nicht mehr durch Sonnenstürme beeinträchtigt wird.

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