Ein enormer Sonnensturm erreichte im Mai die Erde und führte zu Polarlicht in untypischen Regionen. Dies könnte, so Fachleute, in der Zukunft vermehrt passieren.
Als die Nacht hereinbrach, tauchten in den sozialen Medien immer mehr Bilder von Nordlichtern auf. Jordan Pegram, die die tanzenden Lichter von ihrer Wunschliste streichen wollte, fuhr an diesem Maiabend westlich von Richmond in eine wolkenlose, dunkle Gegend. Zunächst sah sie nur schwache rosa Säulen mit ihren Augen. Dann knipste sie ein Foto mit ihrem Handy, und ihr fiel die Kinnlade herunter. Der gesamte nördliche Himmel war in Rosa gefärbt. Sie begann zu weinen. „Meine erste Erfahrung mit den Nordlichtern war wirklich überwältigend“, sagte Pegram. „Ich hätte nie gedacht, dass es ausgerechnet in Süd-Virginia passieren würde.
Die Menschen geben oft Tausende von Dollar aus, um das Nordlicht zu sehen, aber in den letzten Monaten haben viele Menschen das Polarlicht gesehen, ohne sich weit über ihren Hinterhof hinaus bewegen zu müssen. In den Vereinigten Staaten haben geomagnetische Stürme Polarlichter zu Menschen von Kalifornien über Texas bis Florida gebracht. In den mittleren Breitengraden sehen die Menschen grüne Lichtvorhänge, die normalerweise in der Nähe der Polarregionen zu finden sind. Einige beobachten die leuchtenden Farben mit den Augen, während andere das Leuchten mit Langzeitbelichtungen auf ihren Kameras und Handys festhalten.
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Diese Aurora-Extravaganz ist erst der Anfang, sagen die Wissenschaftler. Wenn Sie die Aurora noch nicht gesehen haben oder aufgeregt sind, um mehr zu sehen, könnten in den nächsten Jahren größere Ereignisse bevorstehen. „In den nächsten drei oder vier Jahren werden wir einige schöne Polarlichter sehen“, sagt Bob Leamon, Sonnenphysiker an der University of Maryland Baltimore County und bei der Nasa. „Es ist, als ob eine ganze Generation von Menschen etwas zum ersten Mal entdeckt“.
Polarlicht Mitte Mai wurde vom stärksten Sonnensturm seit 20 Jahren verursacht
Die bisherigen Erscheinungen waren ein ziemliches Aufwärmtraining. Am 10. Mai, als Pegram ihr erstes Polarlicht sah, wurde die Erde vom stärksten geomagnetischen Sturm seit etwa zwei Jahrzehnten heimgesucht, mit dem am weitesten verbreiteten Polarlicht seit wahrscheinlich 500 Jahren. Nach Angaben der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) wurde der Sturm mit einem Schweregrad von 5 auf einer Skala von 5 bewertet. Aber mindestens sieben andere Stürme haben seit 2019 die Stufe 4 erreicht.
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So wie die Erde Gewitter erlebt, erlebt der Planet auch stürmisches Wetter von der Sonne, sogenannte geomagnetische Stürme. Sie werden verursacht, wenn ein Materialstoß von der Sonne vorübergehend an der schützenden Magnetblase der Erde rüttelt. Diese Sonnenstöße stammen häufig von Explosionen auf der Sonnenoberfläche, den sogenannten koronalen Massenauswürfen, bei denen geladene Teilchen ausgestoßen werden, die mit dem Magnetfeld der Sonne verschmolzen sind.
Solche Sonneneruptionen können den Betrieb von Satelliten beeinträchtigen, Funkfrequenzen stören und sogar die Stromnetze unterbrechen. Die Teilchen wandern auch entlang der Magnetfeldlinien der Erde in unsere obere Atmosphäre, wo sie Luftmoleküle anregen, die verschiedene Farben von Photonen freisetzen, die als Aurora bekannt sind. Aber in manchen Jahren bedeuten Veränderungen auf der Sonne, dass die Erde eine höhere Wahrscheinlichkeit für geomagnetische Stürme hat. Wir leben im Moment in diesem „Sweet Spot“.
Wann ist der Höhepunkt der Sonnenaktivität erreicht?
Die Wissenschaftler können den Höhepunkt der Sonnenaktivität erst einige Monate später feststellen - so als würde man warten, bis alle Teilnehmer eines Rennens fertig sind, bevor man den Sieger bekannt gibt. Aber sie wissen, dass wir kurz davor stehen.
Etwa alle zehn Jahre ändern sich die magnetischen Nord- und Südpole der Sonne, was sich auf die Sonnenaktivität an der Oberfläche auswirkt. Dieser „Sonnenzyklus“ bedeutet, dass einige Jahre auf der Sonnenoberfläche aktiver sind als andere, was in der Regel an der Anzahl der dunklen Flecken, den Sonnenflecken, gemessen wird. Mehr sichtbare Sonnenflecken bedeuten aktivere, magnetisch komplexere Regionen auf der Sonne, die Eruptionen und Explosionen hervorbringen können. Nicht alle dieser Sonneneruptionen treffen die Erde, aber es ist so, als würde man mehr Darts in ein Dartspiel einfügen - die Wahrscheinlichkeit, dass einer von ihnen trifft, ist größer.
Wie beim Zusammensetzen von Puzzleteilen sehen Wissenschaftler einige Hinweise darauf, dass sich die Sonne ihrem solaren Maximum nähert. Eine Möglichkeit ist die Messung der Anzahl der Sonnenflecken, die seit 2019, dem Beginn des neuen Sonnenzyklus, stetig zunimmt. Am 8. August waren mindestens 299 Sonnenfleckengruppen sichtbar - die höchste Zahl seit Juli 2002. Wenn die durchschnittliche monatliche Anzahl der Sonnenflecken ihren Höhepunkt erreicht, spricht man von einem Sonnenfleckenmaximum.
Die größten geomagnetischen Stürme treten nach dem Sonnen-Maximum auf
Ein weiteres verräterisches, aber subtiles Zeichen ist, dass sich die Vorboten des nächsten Sonnenzyklus langsam einschleichen, so der Weltraumwetterforscher Scott McIntosh. Im Juli gaben Wissenschaftler bekannt, dass sie Anzeichen für das Einsetzen des nächsten Sonnenzyklus entdeckt haben. Das könnte ein Anzeichen dafür sein, dass die Sonne nach ihrem solaren Maximum in den Abstieg übergeht.
Wenn der Zyklus die andere Seite des Maximums erreicht, ist das ein gutes Zeichen für Polarlichtjäger. Die größten geomagnetischen Stürme treten in der Regel ein oder zwei Jahre nach Erreichen des Maximums auf, ein Phänomen, das als Gnevyshev-Lücke bekannt ist, sagte McIntosh, Vizepräsident für Weltraumoperationen bei Lynker und früher stellvertretender Direktor des National Center for Atmospheric Research. „Der eigentliche Spaß am Sonnenzyklus ist nicht jetzt. Es geht darum, was in den nächsten Jahren kommt“, sagte er. „Die Stürme werden komplexer und häufiger, und das macht sie für die Erde ein wenig einflussreicher.“
Fachleute erwarten große Sonnenstürme – vielleicht größer als der von Mitte Mai
Nach ihrem solaren Maximum wird die Sonne zu einem komplexen, schlammigen Durcheinander. Wenn sich die Ranken des nächsten Sonnenzyklus nähern, können sie mit dem alten Sonnenzyklus verschmelzen. Laut McIntosh haben die beiden Systeme unterschiedliche Polaritäten und können sich ineinander verheddern. Wenn die Systeme verschmelzen, beginnen sich die Plus- und Minuspunkte neu auszurichten, um die einfachste Konfiguration zu erreichen. Aber während dieser komplizierten Spaghetti-Umordnung werden enorme Energiemengen freigesetzt.
„Wenn diese hybriden Systeme an der Oberfläche auftauchen, wickeln sie sich fast sofort wieder ab, um die Belastung zu verringern“, so McIntosh. Das Ergebnis sind sehr, sehr große Stürme - vielleicht sogar größer als der am 10. Mai.
Sonnenaktivität und Polarlicht: Wie intensiv werden die kommenden Jahre sein?
Wenn Sie einen Wissenschaftler fragen, ist dieser Sonnenzyklus ziemlich durchschnittlich oder sogar unterdurchschnittlich, wenn man die Zahlen betrachtet. Das ist nicht unbedingt ein schlechtes Zeichen für Polarlichtjäger. Bisher haben die monatlichen Sonnenfleckenzahlen in diesem Sommer etwa den Höchststand eines durchschnittlichen Zyklus erreicht, wie aus den Daten des Österreichischen Weltraumwetterdienstes an der GeoSphere Austria hervorgeht. Vor diesem Sommer lag die Zahl der Sonnenflecken noch unter dem Durchschnitt.
Was die koronalen Massenauswürfe von der Sonne betrifft, so zeigen die Daten, dass im vergangenen Jahr 31 Stürme auf die Erde trafen. In diesem Jahr werden etwa 40 bis 50 Einschläge erwartet. Weitere 40 bis 50 werden voraussichtlich im Jahr 2025 die Erde treffen. In einer Welt der perfekten Statistik würde das bedeuten, dass die Erde im Durchschnitt einmal pro Woche getroffen wird. In der Realität bombardieren die Eruptionen die Erde oft gemeinsam und erzeugen einen starken geomagnetischen Sturm.
Der aktuelle Sonnenzyklus könnte noch einige größere Sonnenstürme auf Lager haben
„Es ist ziemlich faszinierend, dass wir all diese aktuellen [koronalen Massenauswürfe] Einschläge und Aurora-Ereignisse haben“, obwohl die Sonnenflecken im Vergleich zu den Sonnenflecken seit 1750 immer noch unter einem durchschnittlichen Zyklus liegen, so Christian Möstl, Leiter des österreichischen Weltraumwetterdienstes.
Seit Beginn dieses Sonnenzyklus sind sieben G4-Stürme aufgetreten, was für diese Phase des aktuellen Zyklus durchschnittlich ist, so die Weltraumwetterexpertin Sara Housseal. Wenn die Saison so abläuft wie die vergangenen gleichmäßigen Zyklen, so Housseal, hat der durchschnittliche Zyklus etwa 20 G4-Stürme, was bedeutet, dass wir noch eine anständige Anzahl von G4-Stürmen im Tank haben könnten. Folgt man den Zahlen der National Oceanic and Atmospheric Administration, so sind in einem durchschnittlichen Zyklus etwa 100 G4-Stürme zu erwarten, was allerdings optimistisch sein könnte.
„Polarlichter in niedrigen Breiten könnten ein fast alltäglicher Anblick sein“
„Die Aktivität nimmt in Richtung Sonnenmaximum weiter zu, so dass wir noch mehr G4- und möglicherweise G5-Stürme sehen werden, bevor der Zyklus zu Ende ist“, so Housseal. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass dieser Zyklus überdurchschnittlich gut ausfällt. Die Tatsache, dass wir bereits einen G5-Sturm im Mai hatten, als der Sonnenzyklus noch nicht einmal seinen Höhepunkt erreicht hatte, „spricht Bände darüber, wie aktiv dieser Zyklus möglicherweise noch sein könnte“, sagte Shawn Dahl, der Dienstkoordinator für das Weltraumwetter der NOAA.
Bei einem überdurchschnittlich starken Zyklus könnte die Erde von etwa 60 oder sogar 70 koronalen Massenauswürfen getroffen werden. „Während eines solchen Zyklusmaximums könnten Polarlichter in niedrigen Breitengraden ein fast alltäglicher Anblick sein, der etwa jeden zweiten Monat auftritt“, sagte Möstl. Modelle zeigen, dass der Sonnenzyklus mit etwa 10,5 Jahren relativ kurz sein wird, sagte Leamon. Er fügte hinzu, dass die „letzte große Eruption“ im ersten Quartal 2028 auftreten könnte, obwohl die Vorhersagen weiter verfeinert werden.
Solche großen Polarlicht-Ereignisse „sind im Grunde genommen riesige Veranstaltungen, bei denen Millionen von Menschen die Wunder des Universums bewundern können“, sagte Möstl.
Zur Autorin
Kasha Patel schreibt die wöchentliche Kolumne Hidden Planet, die sich mit wissenschaftlichen Themen rund um die Erde befasst, von unserem inneren Kern bis zu Weltraumstürmen, die auf unseren Planeten gerichtet sind. Sie berichtet auch über Wetter-, Klima- und Umweltthemen.
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Dieser Artikel war zuerst am 18. August 2024 in englischer Sprache bei der „Washingtonpost.com“ erschienen – im Zuge einer Kooperation steht er nun in Übersetzung auch den Lesern der IPPEN.MEDIA-Portale zur Verfügung.
Rubriklistenbild: © Andreas Franke/Imago