Warum sich Wissenschaftler so über die Sonnenfinsternis freuen

Am Montag ist im Osten der USA, in Kanada und Mexiko eine Sonnenfinsternis zu sehen. Dabei wird der Schatten des Mondes Dunkelheit verursachen, die Menschen, Tiere und sogar die physikalischen und chemischen Umweltbedingungen beeinflussen wird. 

Die letzte Sonnenfinsternis dieser Art erlebten die USA 2017. Die heutige wird nun für längere Zeit die Letzte sein – erst 2044 soll es dann wieder so weit sein. Deshalb sind Forschende nun umso motivierter, dieses Mal möglichst viel über das Phänomen zu erfahren.

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Die Plattform Merkur hat die spannendsten Projekte dazu zusammengetragen – nicht wenige davon sind sogenannte „Citizen Science“-Projekte, bei denen sich auch Bürger*innen beteiligen und aktiv mitarbeiten können. 

Auswirkungen auf das Leben auf der Erde

Ein solches “Citizen Science“-Projekt ist Eclipse Soundscapes, bei dem Menschen Grillengeräusche aufzeichnen und diese der Wissenschaft zur Verfügung stellen. Bereits 1935 startete ein Forscher ein ähnliches Projekt. In einer Zeitunganzeige bat er damals aufmerksame Zuhörer*innen, ihre Beobachtungen über Grillengeräusche einzuschicken,

Daraufhin meldeten sich einige Menschen, die berichteten, dass die Grillen während der Sonnenfinsternis plötzlich anfingen zu zirpen, so wie sie es normalerweise nur am Abend und in der Nacht machen. Bei anderen Projekten werden die Aktivitäten von anderen Tieren, wie gefährdeten Fledermäusen, aufgezeichnet.

Bei einer Sonnenfinsternis sinkt die Lufttemperatur um mehrere Grad Celsius ab. Bei einem weiteren Forschungsprojekt, bei dem sich Bürger*innen beteiligen dürfen, werden diese mit der App Globe Observer Temperatur und Wolkenverhalten melden. Damit sollen sie Wissenschaftler*innen von der NASA mehr darüber verraten, was passiert, wenn die Sonne vorübergehend keine Energie mehr zur Erde schickt.

Wie wirkt sich die Sonnenfinsternis auf die Erde aus?

Die Montana State University wird Helium-Ballons mit speziellen Messinstrumenten in die Stratosphäre schicken. Ein Ballon wird seine Reise in die Stratosphäre sogar via Live-Stream übertragen. Mithilfe von speziellen Messinstrumenten sollen damit von der Sonnenfinsternis ausgelöste Veränderungen dort gemessen werden.

Es geht auch um Teile der Atmosphäre, die für unser Wetter verantwortlich sind. In der Stratosphäre befindet sich die Ozonschicht, wo mehr Daten gesammelt werden sollen. Es gilt einige Fragen zu klären: Etwa, wo der Temperaturabfall während der Sonnenfinsternis am größten ist. Oder wie viel Zeit zwischen dem Verschwinden der Sonne und der Abkühlung der Oberfläche vergeht. 

Außerdem werden die Forschenden mit dem Ballon-Experiment untersuchen, wie sogenannte Schwerewellen entstehen. Das sind Luftwellen, die man oft im Flugzeug im Tiefflug über Bergen spüren kann. Das ist mit dem Bug eines Schiffes vergleichbar, der sich seinen Weg durch das Wasser bahnt. Solche Luftphänomene können neben Bergen auch durch Explosionen, Gewitter und eine Sonnenfinsternis ausgelöst werden.

Schwerewellen in der Atmosphäre können sich auf die Temperatur und die Chemie der Atmosphäre auswirken. Forschende wollen deshalb mehr über solche Schwerewellen herausfinden, denn damit könnte man möglicherweise Wettervorhersagen besser machen. 

Einflüsse auf Radio und Funk

Nicht nur die Effekte der Sonnenfinsternis auf unser Leben auf der Erde interessieren die Wissenschaft, sondern auch, was in der Ionosphäre passiert. Das ist dort, wo die Erdatmosphäre ins Weltall übergeht. Diese Zone ist für uns sehr wichtig, denn hier befinden sich viele unserer Satelliten. Veränderungen in dieser Schicht könnten sich u.a. auf unsere Kommunikationssysteme auswirken. 

Beim HamSCI-Experiment werden Amateurfunker*innen während der Sonnenfinsternis versuchen, an mehreren Orten Funkkontakt zu halten. Denn in der Ionosphäre sind viele geladene Teilchen unterwegs, die im Funkverkehr eine wichtige Rolle spielen – wenn die Sonne allerdings keine Strahlung mehr schickt, wird die Ionosphäre nicht mehr elektrisiert. 

Das kann sich auf die Funkübertragung auswirken: Die Signale könnten mitunter aus weiterer Entfernung übertragen werden oder ganz verschwinden. Es könnte deshalb sogar sein, dass sich die Sonnenfinsternis auf die Übertragung von Radiosendern andernorts auf der Welt auswirkt. Die beteiligten Forschenden hoffen durch das Experiment nun neue Daten zu erhalten, mit denen sie mehr über die Erdatmosphäre erfahren können.

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Mysterium Sonnenkorona 

Auch die Sonne selbst interessiert die Wissenschaft – v.a. ihr Rand wird bei der Sonnenfinsternis eine Rolle spielen. Normalerweise kann man diese Korona nicht gut sehen. Während einer Sonnenfinsternis ist das anders, daher sehen Forschende eine besondere Chance.

Dieses Mal wollen sie mithilfe der Sonnenkorona eine ganz grundlegende Frage klären: Nämlich wie groß die Sonne eigentlich ist. Derzeit gibt es dazu nur Schätzungen. Auch hier ist die Mithilfe von Bürger*innen gefragt – sie sollen mit der App SunSketcher Fotos machen, die den Forschenden mehr über die Größe der Sonne verraten sollen.

Ein Projekt namens Citizen-CATE soll wiederum die Sonnenkorona mit polarisierendem Licht dokumentieren. Mit den eingereichten Bildern wollen Forscher mehr über den Zusammenhang zwischen Sonnenwinden und der Korona erfahren.

NASA will Asteroiden in Sonnennähe dokumentieren

15 Kilometer über der Erdoberfläche werden spezielle Flugzeuge der NASA unterwegs sein, die die Temperatur und chemische Zusammensetzung der Sonnenkorona erfassen. Dazu haben sie besondere Messinstrumente an Bord, die u.a. Infrarotbilder von der Korona aufnehmen sollen. Sie wollen damit mehr über koronale Massenauswürfe (Sonneneruption, bei der Plasma ausgestoßen wird) herausfinden. Die Flugzeuge sollen außerdem Asteroiden in der Nähe der Sonne dokumentieren. 

Beim Projekt Eclipse Megamovie sollen Menschen Fotos von der Sonnenfinsternis einreichen, die dann mehr über das Plasma und die Chromosphäre, die direkt unter der Korona fließt, verraten sollen. Es gibt bereits ähnliche Fotos aus dem Jahr 2017. Aber weil die Sonne nun in eine besonders aktive Phase eintritt – das sogenannte Sonnenmaximum – werden für heuer spannendere Fotos erwartet.