(openPR) Unsere Sonne dreht sich in etwa 28 Tagen einmal um ihre Achse. Von der Erde aus lassen sich deshalb aktive Regionen auf der Sonne 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 Ioannis Kontogiannis, Sonnenphysiker an der ETH Zürich und am Istituto ricerche solari Aldo e Cele Daccò (IRSOL) in Locarno.
Die Solar-Orbiter-Raumsonde fliegt in rund sechs Monaten einmal um die Sonne und beobachtet dabei auch deren Rückseite. So konnte sie zwischen April und Juli 2024 eine der aktivsten Regionen der letzten zwanzig Jahre verfolgen.
Im Mai 2024 befand sich die Sonnenregion NOAA 13664 auf der uns zugewandten Seite und löste daraufhin auf der Erde die stärksten geomagnetischen Stürme seit 2003 aus. «Diese Region verursachte die spektakulären Polarlichter, die sogar in der Schweiz zu sehen waren», sagt Louise Harra, Professorin an der ETH Zürich und Direktorin des Physikalisch-Meteorologischen Observatoriums Davos (PMOD/WRC).
Daten von zwei Raumsonden kombiniert
Um die Entstehung und Entwicklung sowie die Auswirkungen solcher superaktiven Regionen auf der Sonne besser zu verstehen, bildeten Harra und Kontogiannis mit weiteren Forschenden ein internationales Team. Dieses kombinierte die Daten, die der Solar Orbiter von NOAA 13664 auf der Sonnenrückseite gesammelt hatte, mit denjenigen der Nasa-Raumsonde Solar Dynamics Observatory, die sich auf der Linie Erde-Sonne befindet und deren Vorderseite beobachtet.
So konnte die Gruppe die Region NOAA 13664 94 Tage lang fast lückenlos verfolgen. «Das ist die längste kontinuierliche Bilderserie, die jemals für eine einzelne aktive Region erstellt wurde – ein Meilenstein in der Sonnenphysik», sagt Kontogiannis. Das Team beobachtete, wie NOAA 13664 am 16. April 2024 auf der Rückseite der Sonne entstand, alle ihre Veränderungen und ihren Zerfall am 18. Juli 2024.
Komplexe Magnetfelder verursachen Sonnenstürme
In den aktiven Regionen auf der Sonne herrschen jeweils 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 auch grosse Schäden verursachen. Sie können auf der Erde Stromausfälle bewirken, Kommunikationssignale stören, Flugzeug-Crews mit erhöhter Strahlung belasten oder Satelliten zum Absturz bringen. So geschehen im Februar 2022, als 38 von 49 Starlink-Satelliten des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX innerhalb von zwei Tagen nach ihrem Start verloren gingen.
Unheimliche Auswirkungen
«Sogar die Signale auf Bahnlinien können betroffen sein und von rot auf grün schalten oder umgekehrt», sagt Harra: «Das ist unheimlich.» Auch NOAA 13664 hatte im Mai 2024 negative Auswirkungen. «Besonders betroffen war die moderne digitale Landwirtschaft», erzählt die Wissenschaftlerin: «Die Signale von Satelliten, Drohnen und Sensoren wurden gestört; die Bauern verloren dadurch Arbeitstage, und es kam zu Ernteausfällen mit erheblichen wirtschaftlichen Einbussen.»
«Dies erinnert uns daran, dass die Sonne der einzige Stern ist, der unsere Aktivitäten beeinflusst», ergänzt Kontogiannis: «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.»
Dank der Daten der Raumsonden konnten die Forschenden erstmals über drei Sonnenrotationen verfolgen, wie sich das Magnetfeld einer superaktiven Region 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 Jahren kam.
Das Weltraumwetter vorhersagen
Diese 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 die Wissenschaftlerin. Der Start dieser Mission ist für 2031 geplant.
wissenschaftliche Ansprechpartner:
Ioannis Kontogiannis
Mitarbeiter bei Professur für Solare Astrophysik
Originalpublikation:
Literaturhinweis
Kontogiannis I, Zhu Y, Barczynski K, Stiefel M, Collier H, McKevitt J, Castellanos Duràn J, Berdyugina S, Harra L. Near-continuous tracking of solar active region NOAA 13664 over three solar rotations. Astronomy & Astrophysics, Volume 704, Dezember 2025, doi: 10.1051/0004-6361/202556136
