Frage:

Warum sind Sonnenstürme gefährlich?

Antwort:

Die Sonne ist ein ausgesprochen unruhiger Stern. Die etwa 6000 Grad heiße Oberfläche kocht und brodelt; heißes Gas wirbelt mit Windgeschwindigkeiten von mehreren tausend Kilometern pro Stunde umher. In der Atmosphäre der Sonne heizt sich das Gas noch weiter auf und erreicht eine Temperatur von über einer Million Grad. Ein Teil des Gases kann daher kontinuierlich ins Weltall verdampfen. Neben ihrem Licht feuert die Sonne daher auch einen stetigen Gasstrom, den „Sonnenwind“, ins All.

Wie die Erde besitzt auch die Sonne ein Magnetfeld. Dieses behindert die Bewegung der elektrisch geladenen Sonnenwindteilchen enorm. Der Strom dieser Teilchen ist daher sehr ungleichmäßig und so kommt es gelegentlich vor, dass der Sonnenwind sich zu einem „Sonnensturm“ verstärkt: Dichte, im Sonnenwind eingebettete Gaswolken mit einer Masse von Milliarden Tonnen fliegen mit Geschwindigkeiten von einigen Millionen Kilometern pro Stunde in den Weltraum.

Was passiert, wenn eine solche Gaswolke auf die Erde zurast ? Der größte Teil der Wolke wird im Abstand von etwa zehn Erdradien durch das Magnetfeld der Erde abgelenkt und um das von diesem Feld beherrschte Gebiet, der Magnetosphäre, herumgeführt. Jedoch kann die Magnetosphäre unter dem Druck eines besonders starken Sonnensturms verformt werden. Die Folge sind elektrische Ströme, die bis in die Ionosphäre etwa 100 Kilometer über der Erdoberfläche eindringen. Sie werden begleitet von Polarlichtern, die aufgrund der Deformation der Magnetosphäre bis in unsere Breiten sichtbar sind. Die Schwankungen dieser Ströme induzieren aber auch Überspannungen in großflächigen elektrischen Leitungsnetzen, die dann auch zum Ausfall des Netzes führen können.

Zusammen mit den Gaswolken werden bei den stärksten Sonnenstürmen auch sehr energiereiche Teilchen von der Sonne ausgestoßen. Diese sind gefährlicher, denn sie dringen tiefer in die Magnetosphäre ein. Sie können Erdsatelliten durchschlagen und durch ihre ionisierende Wirkung die Elektronik des Satelliten lahmlegen. In der Ionosphäre erhöhen sie die elektrische Ladungsdichte, die dann die Funkwellenausbreitung beeinträchtigt. So können GPS-Geräte während eines Sonnensturmes durch die Laufzeitverzögerung der GPS-Signale in der Ionosphäre fehlerhafte Positionen anzeigen.

Vor allem aber gefährden die energiereichen Teilchen die Besatzung der internationalen Raumstation, die dann kurzzeitig einer sehr hohen Strahlendosis ausgesetzt ist. Die Belastung an der Erdoberfläche ist gering, da die meisten Teilchen in der Erdatmosphäre stecken bleiben. Passagiere in Flugzeugen haben in 10000 Kilometern Flughöhe etwa 80 Prozent der Atmosphäre unter sich gelassen und sind während solcher Ereignisse schon deutlich stärker gefährdet.

Wie häufig treten Sonnenstürme auf? Die Sonnenaktivität schwankt mit einer Periode von ungefähr elf Jahren. Grade haben wir das Aktivitätsminimum hinter uns und wir gehen auf ein neues Maximum in den Jahren 2012 bis 2014 zu. Im Minimum sind starke Sonnenstürme, welche die Erde beeinträchtigen, sehr unwahrscheinlich.

Während der vergangenen Maxima gingen ungefähr drei bis fünf starke Sonnenstürme über die Erde hinweg. Die meisten von Ihnen werden diese Ereignisse gar nicht wahrgenommen haben und so wird es wahrscheinlich auch den zukünftigen Stürmen ergehen. Andererseits werden wir mit zunehmender Technisierung und Nutzung des erdnahen Weltraums durch die Sonnenstürme verwundbarer. Wenn also demnächst der Strom, eine Telefon- oder Fernsehübertragung ausfällt oder ihr GPS falsche Positionswerte liefert – ein Sonnensturm könnte die Ursache sein.