„Sonnenuhr” soll gefährliche Sonnenstürme vorhersagen

Seit 400 Jahren werden Sonnenflecken herangezogen, um den Zyklus der Sonne zu bestimmen. Anhand ihrer Menge auf der Sonnenoberfläche wurde berechnet, dass ein Sonnenzyklus, also von der schwächsten zur stärksten und wieder schwächsten Aktivität, in etwa 11 Jahre dauert.

Anhand dieser Berechnung und der Beobachtung der Sonnenflecken werden Solareruptionen vorhergesagt. Treffen die dadurch von der Sonne ausgestoßenen Partikel das Magnetfeld der Erde, kann es zu Sonnenstürmen kommen. Diese lassen nicht nur wunderschöne Polarlichter erscheinen, sondern können, je nach Intensität, Funk- und Satellitenverbindungen stören und sogar Spannungsschwankungen im Stromnetz auslösen. Im Extremfall lässt das Trafos abbrennen und kann bei einer Kettenreaktion zu einem Blackout führen.

Solche gefährlichen Sonnenstürme können meist nur wenige Tage vorhergesagt werden. Außerdem treffen immer wieder Sonnenstürme die Erde, die von den zuständigen Behörden und Weltraumagenturen überhaupt nicht vorhergesagt wurden.

Terminator als Start- und Endpunkt

Der Forscher Robert Leamon könnte eine Lösung für das Problem haben. Laut ihm ist die aktuelle Methode zur Berechnung des Sonnenzyklus willkürlich und unpräzise. Er schlägt ein neues System vor, das mit Fünfteln arbeitet und somit eine Art "Sonnenuhr" sei, berichtet Space.com.

Wie bei der bisherigen Messmethode dauert auch mit seiner Methode der Zyklus in etwa 11 Jahre. Bei Leamon ist der Ausgangspunkt für Start und Ende des Zyklus der Terminator, anstatt Sonnenflecken. Das Magnetfeld der Sonne ändert mit jedem Zyklus seine Orientierung, von einem Pol zum anderen. Dabei gibt es immer eine Phase, an dem die Umpolung nicht vollständig ist. Der Terminator beschreibt den Punkt, wenn die Magnetfeld-Orientierung des alten Zyklus komplett von der Oberfläche der Sonne verschwunden ist.

Wenn dieser Punkt erreicht ist, steigt die Sonnenaktivität plötzlich schnell an. Laut Leamon lässt sich der Terminator sehr genau bestimmen. Deshalb ist er eine bessere Methode, Start und Ende des Zyklus festzulegen, anstatt die Sonnenfleckenaktivität, die stets schwankt.

Zyklus wird in Fünftel eingeteilt

Jetzt wo Leamon und sein Team Start und Ende für den Zyklus gefunden haben, haben sie sich angesehen, was dazwischen immer wieder passiert. Dabei haben sie gemerkt, dass sich die wiederkehrenden Ereignisse in Fünftel einteilen lassen. Das erste Fünftel beginnt mit dem Terminator, die Sonnenaktivität steigt schlagartig an. Beim zweiten Fünftel bricht die Sonnenaktivität kurz ein. Beim dritten Fünftel formen sich dunkle Regionen an den Polen der Sonne und die Sonnenaktivität geht sehr stark zurück.

Beim vierten Fünftel beginnt die „ruhige“ Phase. Die Anzahl der X-Klasse-Eruptionen – die stärkste und potenziell gefährliche Sonneneruption – geht stark zurück. Beim fünften Fünftel erreichen die Sonnenflecken in der Photosphäre ihr Minimum. Das ist aber weniger konstant als die anderen Ereignisse zeitlich feststellbar, weil eben die Menge der Sonnenflecken fluktuiert. Das Ende des fünften Fünftels hat wieder den Terminator, der gleichzeitig der Anfang des ersten Fünftels des nächsten Zyklus ist.

Laut Leamon ist alles, was mit der Sonne passiert, an diese Ereignisse geknüpft. Diese werden wiederum durch das Magnetfeld der Sonne ausgelöst. Die Sonneneruptionen sind nur Symptome von dem, was mit dem Magnetfeld passiert.

Gefährliche Eruptionen genauer vorhersagen

Durch das präzise Bestimmen des Zyklus mit dieser Methode, sei es viel einfacher, die X-Klasse-Eruptionen vorherzubestimmen. Dementsprechend könnte man etwa Raketen- und Satellitenstarts vermeiden, wenn Sonneneruptionen erwartet werden – ein Sonnensturm sorgte etwa dafür, dass 40 SpaceX-Satelliten nach dem Start nicht ihren Orbit erreichten und verglühten. Auch könnten bei besonders starken Eruptionen Vorkehrungen auf der Erde getroffen werden, um Kommunikations- und Stromnetze zu schützen, bzw. bei einer Beeinträchtigung schneller wieder zu reaktivieren.

Nach dem Leamon-Modell wird der aktuelle Zyklus im Oktober 2031 (+- 9 Monate) enden. Mitte 2024 soll der Zeitpunkt anhand der gesammelten Daten genauer bestimmt werden. Die letzte starke X-Eruption in diesem Zyklus wird laut den Berechnungen Mitte 2027 passieren.