Mehr als nur Polarlichter
Während Millionen Menschen im Januar die bunten Polarlichter bewundern, arbeiten Forscher fieberhaft an der Entschlüsselung ihrer gefährlichen Entstehung.
Zürich – Erst vor wenigen Tagen, am 19. und 20. Januar 2026, tanzten grüne und rote Lichtschleier über Deutschland – bis hinunter zu den Alpen. Ein Sonnensturm der Stärke X1.9 hatte die spektakulären Polarlichter ausgelöst. Doch solche kosmischen Ereignisse sind mehr als nur ein faszinierendes Himmelsschauspiel. Im Mai 2024 verursachte ein noch stärkerer Sonnensturm erhebliche Schäden in der Landwirtschaft.
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der ETH Zürich konnte die damals verantwortliche Sonnenregion erstmals 94 Tage lang lückenlos beobachten – ein Meilenstein, der helfen soll, das Weltraumwetter künftig besser vorherzusagen. Die Nacht vom 10. auf den 11. Mai 2024 werden viele Menschen in Erinnerung behalten: Grüne und rote Schleier tanzten über den Himmel. Die Sonnenregion NOAA 13664 hatte den stärksten Sonnensturm seit zwanzig Jahren ausgelöst. „Diese Region verursachte die spektakulären Polarlichter, die sogar in der Schweiz zu sehen waren“, sagt Louise Harra, Professorin an der ETH Zürich.
Sonnenstürme sorgen für Polarlichter – können aber auch gewaltige Schäden anrichten
Was die meisten Betrachterinnen und Betrachter nicht wussten: Derselbe Sonnensturm richtete gleichzeitig erhebliche Schäden an. „Besonders betroffen war die moderne digitale Landwirtschaft“, erklärt Harra: „Die Signale von Satelliten, Drohnen und Sensoren wurden gestört; die Bauern verloren dadurch Arbeitstage, und es kam zu Ernteausfällen mit erheblichen wirtschaftlichen Einbußen.“
Das Forschungsteam kombinierte Daten von zwei Raumsonden – der ESA-Sonde Solar Orbiter und der NASA-Sonde Solar Dynamics Observatory. So konnten die Wissenschaftler die Region NOAA 13664 von ihrer Entstehung am 16. April 2024 bis zu ihrem Zerfall am 18. Juli 2024 verfolgen. „Das ist die längste kontinuierliche Bilderserie, die jemals für eine einzelne aktive Region erstellt wurde – ein Meilenstein in der Sonnenphysik“, sagt der Sonnenphysiker Ioannis Kontogiannis. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachjournal Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
Forschungsteam beobachtet aktive Sonnenregion über drei Rotationen hinweg
Normalerweise lassen sich aktive Regionen auf der Sonne von der Erde aus nur bis zu zwei Wochen lang verfolgen. Dann rotieren sie aus unserem Blickfeld und bleiben zwei Wochen verborgen. „Glücklicherweise hat die Solar-Orbiter-Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA seit 2020 unsere Perspektive erweitert“, sagt Kontogiannis. Die Raumsonde fliegt in rund sechs Monaten einmal um die Sonne und beobachtet dabei auch deren Rückseite.
Die Beobachtungen zeigen, wie sich das Magnetfeld der superaktiven Region über drei Sonnenrotationen hinweg in mehreren Episoden entwickelte und immer komplexer wurde. Schließlich bildete sich eine verflochtene Magnetstruktur, bevor es am 20. Mai 2024 auf der Sonnenrückseite zum stärksten Flare der vergangenen zwanzig Jahre kam.
Sonnenstürme können irdische Technik lahmlegen
In aktiven Regionen auf der Sonne herrschen starke und komplexe Magnetfelder. Sie entstehen, wenn stark magnetisiertes Plasma an die Sonnenoberfläche tritt, und verursachen häufig gewaltige Eruptionen. Diese Sonnenstürme senden enorme Mengen elektromagnetischer Strahlung aus – sogenannte Flares – und schleudern Plasma aus der Sonnenatmosphäre sowie hochenergetische Teilchen in den Weltraum.
Neben Polarlichtern können Sonnenstürme in unserer hochtechnologisierten Welt große Schäden verursachen. Sie können auf der Erde für flächendeckende Stromausfälle sorgen, Kommunikationssignale stören, Flugzeug-Crews und Astronauten mit erhöhter Strahlung belasten oder gar Satelliten zum Absturz bringen. Im Februar 2022 stürzten beispielsweise 38 von 49 Starlink-Satelliten des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX innerhalb von zwei Tagen nach ihrem Start ab. „Sogar die Signale auf Bahnlinien können betroffen sein und von rot auf grün schalten oder umgekehrt“, sagt Harra. „Das ist unheimlich.“
Wie groß wird eine Sonneneruption? Das kann die Forschung bisher nicht vorhersagen
Kontogiannis ergänzt: „Dies erinnert uns daran, dass die Sonne der einzige Stern ist, der unsere Aktivitäten beeinflusst. Wir leben mit diesem Stern und deshalb ist es sehr wichtig, ihn zu beobachten und zu versuchen, zu verstehen, wie er funktioniert und wie er sich auf unsere Umwelt auswirkt.“ Die Beobachtungen sollen dazu beitragen, Sonnenstürme und deren mögliche Auswirkungen auf die Erde besser zu verstehen. Ziel ist eine genauere Prognose des Weltraumwetters, sodass die heikle moderne Technologie besser geschützt werden kann.
„Wenn wir auf der Sonne eine Region mit einem extrem komplexen Magnetfeld sehen, können wir annehmen, dass dort eine große Menge Energie vorhanden ist, die in solchen Sonnenstürmen freigesetzt werden muss“, erklärt Harra. Die Forschenden können momentan jedoch nicht vorhersagen, wie groß Eruptionen sein werden, ob es eine starke oder mehrere schwächere geben wird und zu welchem Zeitpunkt. „So weit sind wir noch nicht. Aber wir entwickeln zurzeit bei der ESA eine neue Raumsonde namens Vigil, die ausschließlich dem besseren Verständnis des Weltraumwetters gewidmet sein wird“, sagt Harra. Der Start dieser Mission ist für 2031 geplant. (Quellen: ETH Zürich, Astronomy & Astrophysics) (tab)