Sonne wird aktiver, könnte Gitter senden

Die Sonne erwacht nach fast einem Jahrzehnt relativer Ruhe, sagen Wissenschaftler – und das könnte Probleme auf der Erde verursachen.

Wenn während der aktiven Phase unseres Sterns mehr Sonnenflecken auf der Oberfläche unseres Sterns erscheinen, kann dies zu mehr Sonnenstürmen führen, die Ausbrüche elektromagnetischer Energie erzeugen, die sich auf alles auswirken können, vom Stromnetz bis hin zu GPS-Signalen.

Diese sogenannten Sonnenmaxima treten etwa alle 11 Jahre auf und stellten in der Vergangenheit kein großes Problem dar.

Wissenschaftler befürchten jedoch, dass unsere Abhängigkeit von Elektrizität und Vernetzung dazu führen könnte, dass wir diesmal weitaus anfälliger für deren Auswirkungen sind.

Die Sonne ist eine große Plasmakugel, die in ihrem Zentrum erhitzt wird. Das aus geladenen Teilchen bestehende Plasma siedet zur Oberfläche, kühlt ab und sinkt wieder zurück zum Kern.

Diese Bewegung, Konvektion genannt, erzeugt starke Magnetfelder an den Polen und kleinere, lokale Magnetfelder an der Sonnenoberfläche.

Etwa alle 11 Jahre werde die Sonne „konvektiv instabil“, was bedeutet, dass ihre Magnetfelder so instabil werden, dass die magnetischen Nord- und Südpole abrupt umkehren und die Polarität unseres Sterns aus dem Gleichgewicht gerät, sagte Mathew Owens, Professor für Weltraumphysik an der Universität Reading.

Diese Instabilität führt zu verheerenden Schäden in den Magnetfeldern an der Sonnenoberfläche, die viel aktiver werden. Dann passiert das solare Maximum.

Wenn die Magnetfelder stärker verwirrt werden, können größere Sonnenflecken auf der Sonnenoberfläche entstehen.

„Wir sehen bereits viel mehr große Sonnenflecken“, sagte Owens Ende Februar. „Letzte Woche gab es einige, die mit bloßem Auge sichtbar waren“, sagte er, warnte jedoch davor, direkt in die Sonne zu blicken, da dies Ihre Augen schädigen kann, und diese nur durch starke Filter zu sehen.

Er hatte nicht Unrecht. Ein riesiges „Loch“ von der Größe von 30 Erden (siehe Abbildung oben) wurde am Montag vom Solar Dynamics Observatory der NASA auf der Sonne entdeckt.

Es ist viel wahrscheinlicher, dass die Sonne während ihrer Maxima Energie in unsere Richtung wirft.

Wenn sich die lokalen Magnetfelder der Sonne stärker verwirren und ineinander stoßen, können sie explodieren. Energie und geladene Teilchen der Sonne werden dann in den Weltraum geschleudert.

Diese Energie kann die Kommunikation beeinträchtigen, indem sie die Ionosphäre, eine Schicht geladener Teilchen in unserer oberen Atmosphäre, beeinträchtigt. Das könnte zu Problemen für den Flugverkehr führen.

„Weltraumwetter kann Bodenflüge verhindern“, sagte Owens und fügte hinzu, dass die Federal Aviation Administration „Flüge nicht zulassen wird, wenn sie nicht sowohl über Funk- als auch über Satellitenkommunikation verfügen.“

Eine Studie aus dem Jahr 2023, die Flugaufzeichnungen über 22 Jahre untersuchte, ergab, dass die Wahrscheinlichkeit einer Verspätung von Flugzeugen um mindestens 30 Minuten um 21 % höher war, wenn die Sonne sehr aktiv war.

Die Strahlen können die Magnetfelder in der Ionosphäre verändern, was sich auf GPS-Signale auswirken kann, die diese Schicht durchdringen müssen, um die Erde zu erreichen.

Von der Erde gesendete Funksignale müssen außerdem von der Ionosphäre reflektiert werden, um von einem Punkt zum anderen zu gelangen – das ist bei rauem Weltraumwetter weniger effizient.

Zugegebenermaßen sind Funksignale heute für die grundlegende Kommunikation weitaus weniger wichtig. Aber mehrere Branchen nutzen Funksignale, um ihre anderen Kommunikationssysteme im Falle eines Ausfalls abzusichern.

Wenn der geomagnetische Sturm die magnetische Ladung der Ionosphäre beeinträchtigt, erzeugt er Ströme in der Ionosphäre. Diese Strömungen in unserer oberen Atmosphäre interagieren mit den Partikeln im Boden. Durch die Wechselwirkung zwischen diesen Partikeln entstehen starke elektrische Ströme, die die Infrastruktur auf der Erde überschwemmen können.

Dies kann einige bizarre Phänomene auslösen. Ein Beispiel: Im Jahr 1972 sahen US-Militärpiloten, die südlich des Hafens von Haiphong in Nordvietnam flogen, zwei Dutzend Seeminen ohne ersichtlichen Grund im Wasser explodieren. Eine Studie aus dem Jahr 2018, die sich mit dem damaligen Weltraumwetter befasste, kam zu dem Schluss, dass die Ursache ein riesiger Sonnensturm war.

Wenn die Ströme das Stromnetz überschwemmen, können sie Transformatoren sprengen.

Ein beschädigter Transformator wird kein großes Problem verursachen. Aber ein riesiger geomagnetischer Sturm, der auf die Erde zusteuert – ein Sturm, der so groß ist, dass er „uns wahrscheinlich Polarlichter bis zum Äquator bescheren würde“ – könnte dazu führen, dass mehrere Transformatoren gleichzeitig ausfallen oder andere Transformatoren überwältigen, die dann explodieren und das gesamte Stromnetz lahmlegen könnten , sagte Owens.

In diesem Fall, sagte Owens, könnte die Wiederinbetriebnahme des Netzes „eine Frage von Wochen oder sogar Monaten“ sein.

„Dann verliert man die Kühlung, die Stromversorgung der Krankenhäuser – die Dinge werden ziemlich schnell ernst“, fügte Owens hinzu.

Bisher hatten wir Glück. Der schlimmste Sonnensturm, den wir je gesehen haben, ereignete sich im Jahr 1859. Aber wir waren damals nicht so sehr auf Elektrizität angewiesen wie heute; Das Einzige, was es außer Gefecht setzte, waren die Telegrafenleitungen.

Dennoch zeigt ein Weltraumwetterereignis im Jahr 1989, wie verwundbar wir geworden sind: Ein gewaltiger geomagnetischer Sturm am 13. März unterbrach in Quebec neun Stunden lang den Strom für 6 Millionen Menschen.

Wenn diese geomagnetischen Stürme in die Ionosphäre einschlagen, können sie Polarlichter groß und hell leuchten lassen.

„Das Aurora-Oval, das sich über dem Nord- und Südpol befindet, ist ein Ergebnis von Strömungen in der Erdatmosphäre“, sagte Owens. „Und sie sind fast immer da, aber sie werden sehr viel stärker, wenn wir einen geomagnetischen Sturm haben.“

Wir beginnen, einige der Auswirkungen dieser Sonneneruptionen zu erkennen. Die BBC berichtete, dass am Sonntagabend im Süden Großbritanniens Polarlichter gesehen wurden und dass in den kommenden Tagen weitere Polarlichter erwartet würden.

Die Sonne selbst könnte in schöneren Formationen ausbrechen. Die NASA hat diesen Monat einen seltenen Polarwirbel entdeckt.

Die Sonne gibt auch Strahlung in Form solarenergetischer Teilchen ab, die für Astronauten gefährlich sein können.

Der Mensch auf der Erde ist vor dieser Strahlung geschützt, da der größte Teil davon von der Ionosphäre reflektiert wird und der Rest von der Atmosphäre absorbiert wird. Sogar die Internationale Raumstation steht noch immer unter dem Schutz der Ionosphäre.

Aber wenn die Strahlung einen Astronauten im Weltraum trifft, kann es sehr gefährlich sein, sagte Owens.

„Wenn Sie versuchen, eine Besatzung zum Mond oder Mars zu schicken, müssen Sie sich über diese Dinge wirklich Sorgen machen, denn das ist eine schwere, möglicherweise tödliche Strahlendosis“, sagte Owens.

Bisher hatten Astronauten Glück. Zwei bemannte Apollo-Missionen entkamen im August 1972 nur knapp einem gewaltigen Sonnensturm: Apollo 16 war im April wieder auf der Erde gelandet, während Apollo 17 im Dezember startete.

„Sie haben es rein zufällig verpasst und es hätte für die damaligen Astronauten tödlich sein können“, sagte Owens.

Doch da SpaceX und die NASA ihre Missionen in den kommenden Jahren ausweiten wollen, müssen sie sich auf Sonnenstürme vorbereiten – das Problem ist, dass es keine gute Möglichkeit gibt, Astronauten im Weltraum abzuschirmen, sagte Owens.

Owens sagte, wenn der Sonnensturm von 1859 heute stattfinden würde, wären wir „weitaus anfälliger“.

„Mit jedem Jahrzehnt werden wir abhängiger von der elektrischen Infrastruktur“, sagte er. Und der jüngste Sonnenzyklus, der etwa 2010 seinen Höhepunkt erreichte, verlief besonders ruhig und hat uns möglicherweise in falscher Sicherheit eingelullt.

„Es war das kleinste, das wir seit etwa hundert Jahren hatten“, sagte Owens und fügte hinzu: „Die Gefahr, von einem kleinen Zyklus zu einem etwas größeren zu wechseln, besteht darin, dass man dann erkennt, wo all die Schwachstellen liegen.“

Dennoch sind wir nicht in unmittelbarer Gefahr. Physiker sagen voraus, dass dieser Zyklus nicht der größte sein wird, den wir je gesehen haben, und wir werden immer besser darin, Stürme zu erkennen, um uns auf sie vorbereiten zu können.

Auch Wissenschaftler erfahren immer mehr über unsere Sonne. Die Parker Solar Probe der NASA ist beispielsweise auf dem Weg zur Sonne und dürfte im Dezember noch nie dagewesene Bilder und aufregende neue Daten liefern.

Korrektur 24. März 2023 — In einer früheren Version dieser Geschichte wurden die von der Sonne kommenden Teilchen falsch beschrieben. Sie wurden fälschlicherweise als radioaktiv beschrieben, obwohl es sich bei den Partikeln selbst um die von der Sonne abgegebene Strahlung handelt.

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