Der Sonnensturm

Am 1. September 1859 brachen innerhalb weniger Stunden auf der ganzen Welt die neuen Telegrafennetze zusammen. In Telegrafenstationen führten Kurzschlüsse zu Bränden. Nahezu alle Verbindungen waren unterbrochen. Nachts loderten über Rom und Hawaii am Himmel Nordlichter. Gerade 15 Jahre alt war zu diesem Zeitpunkt die Technik der Telegrafie.

Was war geschehen?
Ein gewaltiger Sonnensturm hatte die Erde getroffen. 1859 war bis heute der stärkste Sturm, der seit Beginn der wissenschaftlichen Aufzeichnungen registriert worden war.
Heute nach 144 Jahren wären die Folgen vermutlich weitaus dramatischer: Stromnetze und der Flugverkehr würden lahm gelegt werden. Die Mobilfunksysteme und der über Satelliten laufende interkontinentale Telefonverkehr könnten zusammenbrechen und das wirtschaftliche Leben schwächen. Die Verluste würden sich rasch auf Milliardenhöhe belaufen.
Störungen des satellitengesteuerten Navigationssystems GPS würden Segler und Frachtkapitäne auf den Weltmeeren orientierungslos machen. Sogar die Erdatmosphäre könnte sich unter dem Bombardement der solaren Teilchenströme ausdehnen und so Satelliten durch die verstärkte Luftreibung zum Absturz bringen.
In den vergangenen Tagen gaben Sonnenforscher mehrfach Großalarm. Auf der Oberfläche unseres Zentralgestirns waren riesige Sonnenflecken aufgetaucht.

Was genau passiert da oben?
Die schwarzen Sonnenflecken sind Regionen, in denen starke Magnetfelder das Aufsteigen heißer Materie aus dem Inneren der Sonne verhindern. Diese Gebiete kühlen sich dann um rund 1500 Grad ab und erscheinen im Kontrast zu ihrer 5800 Grad heißen Umgebung dunkel.
Diese Magnetfelder reichen weit ins All hinaus und bilden oft verwickelte Strukturen. Lösen sich diese Magnetknäuel auf, werden immense Energien frei. Es kommt zu gewaltigen Explosionen, die große Mengen an elektrisch geladener Materie aus der heißen Sonnenkorona mit horrendem Tempo ins All katapultieren. 
Wie stark die Auswirkungen eines Sonnensturms wirklich sind, wissen die Forscher aber auch heute erst, wenn die von der Sonne heranrasenden Teilchen auf das irdische Magnetfeld stoßen. Entscheidend für dessen Wucht ist, in welcher Richtung das mittransportierte Magnetfeld weist. Nur wenn es dem Erdmagnetfeld genau entgegengerichtet ist, bricht dieses zusammen und die geladenen Teilchen können ungehindert in die Erdatmosphäre eindringen. Genau das war 1859 passiert. Die herausgeschleuderten Gase rasten mit sehr hoher Geschwindigkeit auf die Erde zu – gerade mal 17 Stunden und 40 Minuten brauchten sie, um die 150 Millionen Kilometer lange Strecke zu überwinden.

Wie aber erfahren die Forscher heute rechtzeitig von den Stürmen?
Als Vorposten im All dient den Forschern das Sonnenobservatorium "Soho", das 1,5 Millionen Kilometer in Richtung Sonne von der Erde entfernt platziert ist. Die Vorwarnzeit beträgt zwischen ein und drei Tagen, wenn "Soho" eine Explosion meldet.
Der Blick des europäisch-amerikanischen Satelliten Solar and Heliospheric Observatory (Soho) wird nie durch Nacht oder Sonnenfinsternis getrübt. Er wiegt zwei Tonnen und fliegt mit einer Geschwindigkeit von 800 Kilometern in der Sekunde durchs All.
1995 wurde er ins All geschossen und hat insgesamt zwölf Messgeräte und Teleskope an Bord. Seine "Acht" Augen analysieren das Licht der Sonne in vielen Wellenbereichen. Vier weitere Instrumente erfassen die Teilchen des Sonnenwinds, die ins All geschleudert werden. Drei Teleskope beobachten die Erschütterungen und Beben der Sonne.
Eine ganze Schar von Satelliten ist im All postiert, um die Magnetfeldänderungen der Erde zu messen, wenn die heranrasenden Teilchen darauf treffen. Doch dann bleiben nur 30 Minuten, bis der Sonnensturm die Erde erreicht.

Was passierte in den letzten Tagen?
In den vergangenen Tagen hatten Forscher mehrfach solche Explosionen beobachtet. Bei einer Eruption wurde die Stärke X17,2 gemessen. Nach Angaben der Nasa die größte der vergangenen 30 Jahre und die drittgrößte, die jemals beobachtet wurde. Die beiden stärksten koronalen Massenauswürfe hatten jeweils eine Stärke von X20, allerdings nicht auf die Erde gerichtet. Am 13. März 1989 kollabierte die Stromversorgung in der gesamten kanadischen Provinz Quebec. Sechs Millionen Menschen saßen neun Stunden lang im Dunkeln. Der entstandene Schaden betrug mehrere Hundert Millionen Dollar. Die Stärke lag in der Kategorie X15. 
Am 28.10.2003, vormittags, schleuderte die Sonne den Teilchenstrom mit einer Geschwindigkeit von 7,5 Millionen Stundenkilometern in Richtung Erde – fünf Mal schneller als bei "normalen" Ausbrüchen. Zeitgleich registrierte "Soho" die zweitgrößte Eruption von Röntgenstrahlung seit Beginn der Messungen in den siebziger Jahren.
Am 29.10.2003 erfolgte der zweite Ausbruch, welcher ebenfalls zu den 20 stärksten jemals gemessenen zählt. Er traf mit bis zu acht Millionen Kilometer pro Stunde auf die Erde.
,,Zwei riesige Eruptionen innerhalb eines Tages (Stundenabstand) und beide genau auf die Erde gerichtet", sagte John Kohl vom Harvard-Smithsonian Center für Astrophysics in Cambridge (USA). ,,Das war noch nie da." 
Obwohl man die Stürme seit Tagen erwartet hatte, waren die Wissenschaftler des Geoforschungszentrums Potsdam (GFZ) von seiner Stärke überrascht. Nicht erwartet hatten sie zudem einen riesigen Sonnenfleck, dessen Ausdehnung mehr als zehn Erd-Durchmesser umfasst. Das Außergewöhnliche an diesem Fleck war, das die Sonne im Rhythmus von elf Jahren zwischen ruhigen und besonders aktiven Phasen schwankt und das letzte Maximum dieser Art bereits drei Jahre zurückliegt. 
Der Grund liegt am Rhythmus des Transports heißen Gases in den Außenschichten der Sonne. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts ist die Sonne in einer ungewöhnlich aktiven Phase, laut Beobachtungen von Wissenschaftlern der Max-Planck-Gesellschaft. Die Aktivität liegt demnach nicht nur mehr als doppelt so hoch wie der langfristige Mittelwert, sondern auch höher als jemals zuvor in den vergangen tausend Jahren.
Der Strom aus Gas und geladenen Partikeln wird laut Nasa wahrscheinlich einen 24 Stunden langen geomagnetischen Sturm der Stärke fünf entfachen. Der höchsten Stufe auf der Skala der amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). 

Katastrophen blieben diesmal jedoch aus. Am Himmel konnte man zum Teil prachtvolle Nordlichter beobachten – manche Menschen dachten, der Himmel stünde in Flammen oder sie hätten UFO's gesichtet. Im Minutentakt waren Anrufe besorgter Menschen bei der Mannheimer Ufo-Hotline Cenap (Centrales Erforschungsnetz für außergewöhnliche Himmelsphänomene) eingegangen.
Der Deutsche Wetterdienst (DWD) registrierte Polarlicht-Sichtungen von der Nord- und Ostsee bis zum Westerwald und nach Sachsen.
Die gemeldeten Störungen des Funkverkehrs und anderer technischer Einrichtungen waren minimal. Das deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt berichtete lediglich von kurzzeitigen Fehlfunktionen von Satelliten. Fluglinien und Elektrizitätsunternehmen konnten sich, dank der Warnungen, auf den Ernstfall vorbereiten. Die Deutsche Fugsicherung (DFS) drosselte die Kapazität der 100 deutschen Luftraum-Sektoren um etwa zehn Prozent. Die Zahl der Flüge wurde auf eine "Menge begrenzt, die sicher durch den Luftraum geführt werden konnte". Dadurch kam es in Süddeutschland zu geringen Verspätungen. 
Das European Space Operation Center (ESOC) in Darmstadt hatte zeitweise bei einigen ESA-Satelliten die Instrumente abgestellt.
Die japanische Weltraumbehörde verlor den Kontakt zu einem ihrer Satelliten. 
Die Besatzung der ISS musste sich in einem der Sonne abgewandten Teil der Raumstation vor der Strahlung in Sicherheit bringen. 

Wer im Flugzeug auf der Polroute nach Amerika unterwegs war, hatte schätzungsweise eine zusätzliche Strahlendosis wie bei einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs abbekommen. 
In Kanada durften Piloten ihre vorgesehenen Routen nicht verlassen. So wollte man sicher gehen, dass man bei Störungen des Funks genau wusste, wo sich welches Flugzeug befindet. 
Viele US-Stromversorger fuhren ihre Netze vorsichtshalber mit geringerer Leistung. Denn die von den Sonnenstürmen ausgelösten Schwankungen des irdischen Magnetfeldes können Ströme in die Leitungen induzieren und so zu Überlastungen und Kurzschlüssen führen. 
Am Donnerstag, 30.10., hob die US-Flugbehörde eine Warnung wieder auf. Wegen befürchteter hoher Strahlungswerte nördlich und südlich des 35. Breitengrades, durften Flüge eine Höhe von 7500 Meter nicht überschreiten.

Bruce Tsurutani von der Nasa sagt: ,,Kann ein solcher Sonnensturm wie 1859 wieder auftreten? Ja, jederzeit und er könnte sogar noch stärker sein. Wir wissen nur nicht, wann!"

Quellen: Neue Presse; science.orf.at; spiegel.de
Autor: Sina