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Mächtige Sonneneruption erschüttert Theorien
25. Mai 2005. Eine Sonneneruption vom 20. Januar ging mit dem stärksten Strahlenschauer der letzten 50 Jahre einher. Die Eruption erschütterte die gängige Theorie über das Weltraumwetter und zeigte auf, wie notwendig neue Vorhersagetechniken sind. Auf einem Treffen der American Geophysical Union (GAU) in New Orleans wurde darüber diskutiert.


Künstlerische Darstellung einer Sonneneruption über einem Sonnenfleckl Vergrößerung (131k) (Quelle: NASA).

Die Sonneneruption löste weltweit die Alarmsignale der Überwachungsstationen aus und überlud Messgeräte der Weltraumwettersonden im All. Der Sturm energiereicher Protonen erreichte die Erde nur wenige Minuten nach den ersten Anzeichen eines Eruption. Die Sonneneruption ist ein extremes Beispiel für einen Sonnensturm der zu schnell durch das Sonnensystem rast, um interplanetare Astronauten warnen zu können.

„Diese Sonneneruption produzierte das stärkste Signal solarer Strahlung auf der Oberfläche der Erde in fast 50 Jahren,“ sagte Dr. Richard Mewaldt vom California Institute of Technology in seiner Funktion an der Raumsonde Advanced Composition Explorer (ACE) involvierter Wissenschaftler. „Wir waren sehr überrascht, als wir sahen, wie schnell die Teilchen ihre höchste Intensität erreichten und zur Erde gelangten.

Normalerweise vergehen zwei Stunden oder mehr, bevor ein gefährlicher Protonensturm nach einer Sonneneruption seine maximale Stärke auf der Erde erreicht. Der Teilchensturm des Ausbruchs vom 20. Januar erreichte bereits nach 15 Minuten seinen Höhepunkt.

„Das ist wichtig, da in so kurzer Zeit kaum eine Warnung an Astronauten oder Raumschiffe, die sich außerhalb der schützenden Magnetosphäre der Erde befinden, gegeben werden kann,“ sagte Mewaldt. „Neben der Beobachtung der Sonne müssen wir die Fähigkeit entwickeln, Sonneneruptionen vorherzusagen, wenn wir Menschen in das Sonnensystem reisen lassen wollen.“

Das Ereignis erschüttert zudem die Theorie die Entstehung von Protonenstürmen auf der Sonne. „Seit etwa 1990 glaubten wir, dass Protonenstürme durch Schockwellen im inneren Sonnensystem verursacht werden die entstehen, wenn koronale Massenauswürfe durch den interplanetarischen Raum geschleudert werden,“ sagte Professor Robert Lin von der University of California. „Die Protonen dieses Ausbruchs könnten von der Sonne selbst stammen, was sehr verwirrend ist.“

Die Herkunft der Protonen ist an deren Energiespektrum zu erkennen, wie es von ACE und anderen Raumsonden gemessen wurde. Dieses deckt sich mit dem Energiespektum der Gammastrahlung des Ausbruchs, gemessen durch RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager). „Das ist überraschend, da wir bisher geglaubt haben, dass die Protonen, welche die Gammastrahlung verursachen an Ort und Stelle produziert würden und das diejenigen, die die Erde erreichen, erst auf dem Weg durch das All durch den Schock entstehen,“ sagte Lin. „Die Ähnlichkeit der Spektraldaten deutet darauf hin, dass es sich um die selben Protonen handelt.“

Sonneneruptionen und koronale Masseneruptionen sind die größten Explosionen im Sonnensystem. Verursacht werden sie durch den Aufbau und die plötzliche Entladung von Magnetfeldern in der Atmosphäre der Sonne, oberhalb der magnetischen Pole, die wir als Sonnenflecken erkennen können. Die Sonden TRACE (Transitional Region and Coronal Explorer) und SOHO (Solar Heliospheric Observatory) haben die Aufgabe, die Ursachen für Sonneneruptionen zu finden und sie womöglich vorherzusagen.

“Wir wissen nicht, wie wir den Fluss der Energie in diese Sonneneruptionen vorhersagen sollen,“ sagte Dr. Richard Nightingale vom Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory. „Aber Instrumente wie TRACE geben uns mit jeder Eruption die wir beobachten bessere Hinweise.“

TRACE hat eine mögliche Quelle für den magnetischen Stress gefunden, der die Sonneneruptionen auslöst. Diejenigen Sonnenflecken, die die größten Eruptionen verursachen, scheinen in den Tagen um den Ausbruch herum zu rotieren. „Die Rotation streckt und verdreht die magnetischen Feldlinien über dem Sonnenfleck,“ sagte Nightingale. „Wir haben das bei fast allen Ausbrüchen der X-Klasse und bei mehr als der Hälfte der normalen Eruptionen beobachtet.“

Rotierende Sonnenflecken sind aber nicht alles. Die besondere Sonneneruption kam als letzte einer Serie von fünf Sonneneruptionen aus derselben Gruppe von Sonnenflecken, und niemand kann erklären, warum gerade diese mehr hochenergetische Teilchen produzierte als die ersten vier.

„Das bedeutet, dass wir nicht wirklich verstehen wie die Sonne funktioniert,“ sagte Lin. „Wir müssen unsere Flotte von Sonnenbeobachtungssonden weiter suchen lassen.“      

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Quelle: NASA zur Startseite...



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