Wie das Weltraumwetter uns beeinflusst: Ein Blick auf einige der schlimmsten Sonnenstürme der Geschichte

Letzte Woche spuckte die Sonne den bisher stärksten Sonnensturm des Jahres aus, einen Ausbruch von Strahlung und Licht, der auf der sonnenbeschienenen Seite der Erde zu kurzen Funkausfällen führte.

Trotz seiner beeindruckenden Stärke – es handelte sich um eine Eruption der X-Klasse, den heftigsten Sonnensturm – blieb er für die Menschen vor Ort, die nicht über Weltraumnachrichten informiert waren, weitgehend unbemerkt.

Doch geomagnetische Stürme und schwerwiegendere Formen des Weltraumwetters, die auf Sonneneruptionen folgen können, können Stromnetze lahmlegen, Flugrouten, die globale Kommunikation und GPS stören sowie Satelliten und Raumfahrzeuge beschädigen.

Das ist uns nicht nur schon einmal passiert, sondern es könnte auch wieder passieren.

Am 1. September 1859 wurden die Amateurastronomen Richard Carrington und Richard Hodgson Zeugen eines gewaltigen Lichtausbruchs auf der Sonnenoberfläche, als sie eine Ansammlung von Sonnenflecken beobachteten.

Innerhalb eines Tages traf ein geomagnetischer Sturm die Erde, der ein schillerndes Polarlicht auslöste und die Telegrafensysteme in ganz Europa und Nordamerika lahmlegte.

Telegrafenbetreiber in ganz Europa und Nordamerika waren mit überlasteten Systemen und Signalausfällen konfrontiert. Einige Leitungen überhitzten so stark, dass es zu Bränden kam. Andere Arbeiter zogen Batterien ab, stellten jedoch fest, dass die Telegrafensysteme dank der Sonnenenergie weiter liefen.

Ein Superintendent aus Boston, Massachusetts, dessen Beobachtungen in einem Artikel des American Journal of Science aus dem Jahr 1860 festgehalten wurden, berichtete, dass an eine Telegrafenleitung zwischen Boston und Fall River „am Samstag keine Batterie angeschlossen war und trotzdem den ganzen Tag über Strom durchfloss“.

Also, was ist passiert?

Wie Weltraumwetter funktioniert

Heute gehen Experten davon aus, dass der geomagnetische Sturm von 1859, der heute als Carrington-Ereignis bekannt ist, durch mindestens einen oder möglicherweise zwei koronale Massenauswürfe (CME) verursacht wurde.

Dabei handelt es sich um gewaltige Ausbrüche von Sonnenmaterial, die oft auf eine Sonneneruption folgen.

Da sich der Äquator der Sonne schneller dreht als ihre Pole, können sich ihre Magnetfelder verwickeln. Bei zu großer Belastung können diese Magnetfelder reißen und einen Energie- oder Sonnenmaterialschub ins All freisetzen. Eine Sonneneruption sendet Strahlung aus, die mit unserer oberen Atmosphäre interagiert und Radiosignale beeinflusst, ohne uns am Boden wirklich zu beeinträchtigen.

Ein koronarer Massenausstoß (KMA) ist eine gewaltige, manchmal Millionen Kilometer große Eruption geladener Teilchen und Plasma, die sich im Sonnenwind mit bis zu Tausenden von Kilometern pro Sekunde fortbewegen kann. Trifft sein Magnetfeld auf das der Erde, kann es geomagnetische Stürme auslösen, die kritische Infrastrukturen zerstören. 1859 war das der Telegrafenbetrieb, heute sind es Stromnetze, Satelliten und globale Navigationssysteme.

Da das Nordlicht durch geladene Teilchen entsteht, die mit unserem Magnetfeld an den Polen interagieren, kann ein koronarer Massenauswurf auch dramatische Polarlichter hervorrufen, wie sie bei geomagnetischen Stürmen im Oktober und Mai 2024 zu beobachten sind.

Obwohl sie unabhängig voneinander auftreten können, werden stärkere Sonneneruptionen laut Robyn Fiori, einer Forscherin in der Weltraumwettergruppe des Canadian Hazards Information Service bei Natural Resources Canada, häufig von koronarer Massenausbreitung (CMEs) begleitet.

„Es gibt viele verschiedene kritische Systeme, die vom Weltraumwetter beeinflusst werden können. Daher ist es eine gute Idee, den Überblick darüber zu behalten, was vor sich geht“, sagte sie.

Kanadas Sonnensturm von 1989

Das letzte große Sonnenereignis mit nennenswerten Auswirkungen auf ein Stromnetz ereignete sich laut Fiori im Jahr 2003. Damals führten mehrere geomagnetische Stürme, die sogenannten „Halloween-Stürme“, zu Umleitungen von Flugzeugen, Störungen bei GPS-Systemen für Tiefseebohrungen, dazu, dass Astronauten der Internationalen Raumstation in einem bestimmten Teil der Station Schutz vor der Strahlung suchten , einen japanischen Satelliten irreparabel beschädigten und einen Stromausfall im schwedischen Malmö auslösten.

Bei diesem Ereignis kam es zu einem so starken Strahlungsausbruch, dass er die Röntgendetektoren mehrerer Satelliten überforderte. Die Europäische Weltraumorganisation schätzte später, dass es sich um einen X28-Flare handelte, was ihn zum stärksten in der Geschichte aufgezeichneter Beobachtungen machte.

Der größte Sonnensturm in Kanadas Geschichte ereignete sich im März 1989, als ein koronarer Massenauswurf das Erdmagnetfeld traf und elektrische Ströme durch das Gestein des Kanadischen Schildes zu den Stromleitungen von Hydro-Quebec fließen ließ. Der daraus resultierende landesweite Stromausfall ließ Millionen Einwohner neun Stunden lang in Dunkelheit und Kälte sitzen.

„Das ist das stärkste Ereignis, das wir in diesem technologischen Zeitalter erlebt haben“, sagte Fiori, „und es ist wirklich das, was wir als Maßstab verwendet haben, um sicherzustellen, dass die Systeme sicher sind.“

Zu weiteren bemerkenswerten Sonnenstürmen zählen einer im Jahr 1909, der die Telegrafenleitungen in den USA unterbrach, und einer im Jahr 1967, der inmitten zunehmender Spannungen zwischen der NATO und der Sowjetunion Radarsysteme in Alaska, Grönland und Großbritannien störte und kurzzeitig die Sorge vor einem sowjetischen Angriff auslöste.

Es ist mehr als zwei Jahrzehnte her, dass ein Sonnensturm erhebliche Stromschwankungen und Kommunikationsstörungen verursachte, aber in einer zunehmend technisierten Welt behalten Meteorologen dies im Auge, um dem nächsten Sonnensturm immer einen Schritt voraus zu sein.

Im nächsten Jahr werden Sonneneruptionen und Sonnenaktivität höher sein als üblich, da wir uns in der Phase des Sonnenmaximums befinden, dem Höhepunkt des 11-Jahres-Zyklus der Sonne.

„Wir verfügen über zahlreiche Technologien, die empfindlich auf das Weltraumwetter reagieren. Seit 1989 sind wir beispielsweise bei der Navigation viel stärker auf GNSS oder GPS angewiesen. Und diese können durch das Weltraumwetter beeinflusst werden“, sagte Fiori.

Sie fügte hinzu, dass Kanada aufgrund seiner Nähe zum nördlichen Magnetpol anfälliger für Weltraumwetter sei.

„Aber es bedeutet auch, dass wir uns am allerbesten Ort befinden, um es zu beobachten und so genaue Vorhersagen zu erstellen.“