Sonnensturm

Verschleuderte Energie

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Wenn die Sonne scheint, sorgt das in unseren Breiten meistens für gute Stimmung, brummende Solarstromzähler und eine fluktuierende Landwirtschaft. Doch unser Licht und Energie spendendes Zentralgestirn hat auch eine dunkle Seite, deren Folgen unsere technisierte Welt vor große Herausforderungen stellen können: die Sonnenstürme.

„Die Aktivität der Sonne folgt einem elfjährigen Zyklus, in dessen Verlauf sich das Magnetfeld der Sonne umpolt, also der Nordpol zum Südpol wird und umgekehrt“, erklärt Physiker Dr. Werner Curdt vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Lindau. „Wenn die magnetischen Gebiete wandern, können verstärkte Aktivitäten in Form so genannter Sonnenflecken auftreten. Bildlich gesprochen komme es zu Kurzschlüssen zwischen den Magnetfeldlinien. Bei der Umbildung des Feldes kann dann Plasma beschleunigt und von der Sonnenoberfläche weggerissen werden“, so der Wissenschaftler. Die Folge: ein hochenergetischer Teilchenstrom. Existieren dagegen eindeutige Nord- und Südpole, verhält sich die Sonne vergleichsweise ruhig. Die Zahl der Sonnenflecken nimmt ab.

Hat das Plasma die Anziehung der Sonne überwunden und bewegt sich in den interstellaren Raum, kann es auch auf die Erde treffen, sofern die Richtung stimmt. „Die Plasmawolken bewegen sich nicht radial, sondern folgen einer Bahn, die der von Wassertropfen vergleichbar ist, die aus der drehenden Düse eines Rasensprengers kommen“, erklärt Curdt. Der Bahnverlauf werde auch als Parker-Spirale bezeichnet. Schaue man auf die Sonne, bewege sich das Plasma nach rechts.

Wenn Plasma auf die Erde trifft

Der X-Flare vom 3. November 2011

Der größte Sonnenfleck der letzten Jahre dreht sich gerade Richtung Erde, am 3. und 4. November gab es einen X-Class-Flare (X-Class = sehr stark, M-Class = Mittel, C-Class = unspektakulär). Bisher wurde daraus noch nichts in Richtung Erde ausgeworfen, doch die Möglichkeit besteht weiterhin. „Immer dann, wenn sich ein Ereignis zwischen Sonnenmitte und rechtem Sonnenrand abspielt, könnte es sein, dass es bei uns eintrifft“, so der Lindauer Wissenschaftler.

Doch was passiert, wenn uns eine Wolke trifft? Erstes Anzeichen für das astronomische Spektakel seien Polarlichter, die vor allem in nördlicheren Breiten aufträten. Auch Störungen des GPS-Empfangs oder der Stromversorgung seien möglich. Doch gravierender und unmittelbarer als die Folgen für die Technik am Erdboden seien die Konsequenzen für Satelliten. Die energiereichen Teilchen können problemlos Metall durchdringen und die Elektronik der künstlichen Himmelskörper verwirren – oder deren Solarzellen schädigen. Da diese Effekte allerdings bekannt seien, würden Raumfahrzeuge mittlerweile mit entsprechenden Sicherheiten gebaut, beziehungsweise die Rechner an Bord wieder neu gebootet, wenn der Sturm vorüber sei, meint Curdt.

Polarlicht: Plasmawolke trifft Erdmagnetfeld

Auf der Erde schützt uns das Erdmagnetfeld vor dem Teilchenbeschuss. Da aber in den Polregionen die Feldlinien in die Erde laufen, können dort die elektrisch geladenen Sonnenteilchen bis in Bodennähe gelangen, in Stromleitungen oder Transformatoren Überspannungen induzieren und sie so zerstören. Ereignisse dieser Art sind zwar selten, aber die Folgen gravierend. So ließ am 13. März 1989 ein solarer Sturm in einer Generatorstation im kanadischen Québec mehrere Transformatoren explodieren. Sechs Millionen Menschen saßen daraufhin über neun Stunden im Dunkeln. 2003 führte ein massiver Sonnensturm zu einem großflächigen Stromausfall in Schweden. In Südafrika brannten zudem Hochspannungs-Transformatoren durch – wenn er nur stark genug ist, kann ein Sonnensturm also auch auf andere Erdteile deutliche Effekte haben.

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