Größte Sonneneruption von SOHO. Bildnachweis: SOHO Zum Vergrößern anklicken
Von der NASA finanzierte Wissenschaftler haben große Fortschritte gemacht, um zu lernen, wie man Entwarnungsperioden vorhersagt, in denen Unwetter im Weltraum unwahrscheinlich ist. Die Vorhersagen sind wichtig, da die Strahlung von Partikeln der Sonne, die mit großen Sonneneruptionen verbunden sind, für ungeschützte Astronauten, Flugzeuginsassen und Satelliten gefährlich sein kann.
"Wir haben einen viel besseren Einblick in die Ursachen der stärksten und gefährlichsten Sonneneruptionen und in die Entwicklung von Prognosen, die eine Entwarnung für signifikantes Weltraumwetter über längere Zeiträume vorhersagen können", sagte Dr. Karel Schrijver vom Lockheed Martin Advanced Technology Center (ATC), Palo Alto, Kalifornien. Er ist Hauptautor eines im Astrophysical Journal veröffentlichten Artikels über die Forschung.
Sonneneruptionen sind heftige Explosionen in der Sonnenatmosphäre, die durch die plötzliche Freisetzung magnetischer Energie verursacht werden. Wie ein zu eng verdrehtes Gummiband können gestresste Magnetfelder in der Sonnenatmosphäre (Korona) plötzlich eine neue Form annehmen. Sie können so viel Energie wie eine 10-Milliarden-Megatonnen-Atombombe freisetzen.
Die Vorhersage des Weltraumwetters ist ein kompliziertes Problem. Solarprognostiker konzentrieren sich hauptsächlich auf die Komplexität von solaren Magnetfeldmustern zur Vorhersage von Sonnenstürmen. Diese Methode ist nicht immer zuverlässig, da bei Sonnenstürmen zusätzliche Inhaltsstoffe erforderlich sind. Es ist seit langem bekannt, dass große elektrische Ströme vorhanden sein müssen, um Fackeln anzutreiben.
Der Einblick in die Ursachen der größten Sonneneruptionen erfolgte in zwei Schritten. "Zuerst entdeckten wir charakteristische Muster der Magnetfeldentwicklung, die mit starken elektrischen Strömen in der Sonnenatmosphäre verbunden sind", sagte Dr. Marc DeRosa von ATC, Co-Autor des Papiers. "Es sind diese starken elektrischen Ströme, die Sonneneruptionen antreiben."
Anschließend entdeckten die Autoren, dass in den Regionen, in denen es am wahrscheinlichsten ist, dass neue Magnetfelder verschmelzen, die eindeutig nicht mit dem vorhandenen Feld übereinstimmen. Dieses aus dem Sonneninneren austretende Feld scheint noch mehr Strom zu induzieren, wenn es mit dem vorhandenen Feld interagiert.
Das Team stellte außerdem fest, dass Fackeln nicht unbedingt unmittelbar nach dem Auftreten eines neuen Magnetfelds auftreten. Anscheinend müssen sich die elektrischen Ströme über mehrere Stunden aufbauen, bevor das Feuerwerk beginnt. Genau vorherzusagen, wann ein Aufflackern eintreten wird, ist wie das Studium von Lawinen. Sie treten erst auf, wenn sich genügend Schnee angesammelt hat. Sobald die Schwelle erreicht ist, kann die Lawine jederzeit durch Prozesse auftreten, die noch nicht vollständig verstanden wurden.
"Wir haben festgestellt, dass die stromführenden Regionen zwei- bis dreimal häufiger aufflammen als die Regionen ohne große Ströme", sagte Schrijver. "Außerdem ist die durchschnittliche Fackelgröße für die Gruppe der aktiven Regionen mit großen Stromsystemen dreimal höher als für die andere Gruppe."
Die Forscher machten die Entdeckung, indem sie Daten über Magnetfelder auf der Sonnenoberfläche mit den schärfsten extrem ultravioletten Bildern der Sonnenkorona verglichen. Die Magnetkarten stammen vom Instrument Michelson Doppler Imager (MDI) an Bord des Raumfahrzeugs Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). SOHO wird im Rahmen einer Kooperationsmission zwischen der Europäischen Weltraumorganisation und der NASA betrieben.
Die Koronabilder stammten aus der NASA Transition Region und dem Coronal Explorer-Raumschiff (TRACE). Das Team verwendete auch Computermodelle eines dreidimensionalen solaren Magnetfelds ohne elektrische Ströme basierend auf SOHO-Bildern. Unterschiede zwischen Bildern und Modellen zeigten das Vorhandensein großer elektrischer Ströme an.
"Dies ist ein Ergebnis, das mehr als die Summe von zwei Einzelmissionen ist", sagte Dr. Dick Fisher, Direktor der Sun-Solar System Connection Division der NASA. "Es ist nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern hat weitreichende Auswirkungen auf die Gesellschaft."
Bilder zur Recherche im Internet finden Sie unter: NASA-Pressemitteilung
