Warum uns Weltraumwetter interessieren sollte: Sonnenwind bedroht unsere Technik

Die Sonne sendet nicht nur Licht, sondern auch eine dauerhafte Flut geladener Teilchen ins All. Dieser unsichtbare Strom aus heißem Plasma – der Kern des Weltraumwetters – breitet sich durch das gesamte Sonnensystem aus und erreicht auch die Erde. Dort trifft er meist auf Satelliten, Funkverbindungen, Navigationssysteme und Stromnetze und kann deren Technik stören.

Lange nahmen Forscher an, dass der Sonnenwind auf dem Weg von der Sonne zur Erde rasch an Energie verliert. Neue Messungen widersprechen jedoch dieser Hypothese. In der Nähe der Sonne kühlt das Plasma zunächst stark ab, weiter außen heizt es sich erneut auf – auf mehrere Millionen Grad. In dieser Übergangszone entsteht der Sonnenwind. Er wird unterwegs immer wieder mit Energie versorgt. Das erklärt, warum Weltraumwetter bis zu unserem Planeten reicht.

Direkte Messungen verändern das Bild vom Sonnenwind

Die entscheidenden Daten stammen von einer Raumsonde, die der Sonne näher kam als jede zuvor. Forschende der University of Arizona werteten Messungen der Parker Solar Probe aus, die nur wenige Millionen Kilometer über der Sonnenoberfläche entstanden. Diese Nähe erlaubte erstmals direkte Einblicke in jene Region, aus der der Sonnenwind hervorgeht.

Die Messungen zeigen ein komplexes Bild. Die Teilchen im Sonnenwind bewegen sich nicht gleichförmig. Manche sind deutlich schneller als andere. Diese Unterschiede beeinflussen, wie sich Wellen im Plasma bilden und wie Energie zwischen Teilchen und Wellen ausgetauscht wird. Der Sonnenwind bleibt dadurch länger aktiv und transportiert Energie weiter ins All. „Eine der drängendsten Fragen lautet, wie der Sonnenwind aufgeheizt wird, während er von der Sonnenoberfläche weg beschleunigt wird“, erklärt der Physiker Kristopher Klein, der die Auswertung leitete.

Sonnenwind wurde lange unterschätzt

Frühere Modelle gingen von stark vereinfachten Annahmen aus. Sie behandelten die Teilchen im Sonnenwind so, als hätten sie ähnliche Geschwindigkeiten. Das ließ sich gut berechnen, bildete die Realität aber nur ungenau ab. Die neuen Analysen arbeiten erstmals mit tatsächlich gemessenen Geschwindigkeitsverteilungen.

Das verändert zentrale Ergebnisse deutlich. Die Dämpfung von Plasmawellen fällt teils auf ein Drittel früherer Werte. Bestimmte Wellen wachsen schneller als erwartet. Gleichzeitig fällt die berechnete Erwärmung der Teilchen um bis zu ein Viertel geringer aus. Diese Abweichungen bleiben stabil, selbst wenn Messunsicherheiten berücksichtigt werden. „Mit diesen neuen Messungen schreiben wir unser Verständnis davon um, wie Energie durch die äußere Atmosphäre der Sonne fließt“, so Klein. „Dieses Verständnis verändert nicht nur den Blick auf die Sonne, sondern auf viele astrophysikalische Systeme mit heißen Plasmen“, erklärt der Wissenschaftler weiter.

Weltraumwetter belastet Infrastruktur und Verkehr

Der Sonnenwind endet nicht im leeren Raum. Er trifft auf das Magnetfeld der Erde und kann dort Störungen auslösen. Je länger er Energie behält, desto größer wird sein Einfluss. Das betrifft mehrere Bereiche zugleich. Besonders empfindlich reagieren technische Systeme:

• Satelliten können durch energiereiche Teilchen beschädigt werden oder zeitweise ausfallen.
• Stromnetze reagieren auf starke geomagnetische Stürme mit Spannungsschwankungen.
• Flugzeuge auf Polarstrecken sind erhöhter Strahlung ausgesetzt.

Ein besseres Verständnis des Sonnenwinds verbessert die Vorhersage solcher Ereignisse und können Systeme früher schützen. Flugrouten lassen sich anpassen. Auch Warnzeiten für extremes Weltraumwetter könnten sich verlängern.

Kurz zusammengefasst:

• Sonnenwind entsteht in einer extrem heißen Zone nahe der Sonne, verliert seine Energie nicht schnell, sondern wird unterwegs weiter aufgeheizt und kann deshalb bis zur Erde wirken.
• Neue Messungen zeigen, dass geladene Teilchen im Sonnenwind sehr unterschiedlich schnell sind und Energie teils an Plasmawellen abgeben, wodurch ältere Modelle seine Wirkung deutlich unterschätzt haben.
• Ein besseres Verständnis dieser Prozesse verbessert Vorhersagen zu Sonnenstürmen und hilft, Satelliten, Stromnetze und den Flugverkehr zuverlässiger zu schützen.

Übrigens: Klimaschutz hängt nicht nur von Beschlüssen ab, sondern davon, ob Emissionen messbar sind. Daran scheitert es bisher oft. Ein neues europäisches Projekt will CO₂ erstmals präzise aus dem All erfassen und so überprüfen, wie wirksam Klimamaßnahmen wirklich sind. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Unsplash