Wie gefährlich sind Sonnenstürme genau? Wissenschaftler glauben, dass das Carrington-Ereignis eines der mächtigsten war, die jemals die Erde getroffen haben. Eine neue Studie besagt jedoch, dass wir mehr Stürme erwarten können, die ebenso stark und häufiger sind.
Das Carrington-Ereignis war ein massiver koronaler Massenauswurf (CME), der die Erde am 1. und 2. September 1859 traf. CMEs, die mächtig in die Erdmagnetosphäre eindringen, sie verziehen und Auroren mit niedrigem Breitengrad verursachen. Der Sonnensturm von 1859, wie er auch genannt wird, führte auch dazu, dass Telegraphen auf der ganzen Welt versagten. Es ist eine bekannte, gut untersuchte und gut dokumentierte Veranstaltung.
Aber das meiste, was wir über diesen Sturm wissen, stammt aus Beobachtungen und Berichten aus der westlichen Hemisphäre. In einer neuen Studie, die in der Zeitschrift Space Weather der American Geophysical Union veröffentlicht wurde, machten sich Wissenschaftler daran, Berichte und Beobachtungen aus der ganzen Welt zu sammeln, um ein vollständigeres Bild des Sturms zu zeichnen.
Der Hauptautor der Studie ist Hisashi Hayakawa, Astrophysiker an der Osaka University in Osaka, Japan, und am Rutherford Appleton Laboratory in Großbritannien. In einer Pressemitteilung sagte Hayakawa: „Das Carrington-Ereignis wurde als das Worst-Case-Szenario für Weltraumwetterereignisse gegen die moderne Zivilisation angesehen. Wenn es jedoch mehrmals im Jahrhundert auftritt, müssen wir uns überlegen, wie wir uns darauf vorbereiten und es abmildern können Art von Weltraumwettergefahr. "
Während eines koronalen Massenausstoßes wird ein massiver Plasmaklumpen aus der äußeren Sonnenatmosphäre oder Korona emittiert. Ihnen gehen häufig Sonneneruptionen voraus und sie sind mit Gruppen von Sonnenflecken in aktiven Regionen der Sonnenoberfläche verbunden. Normalerweise wird das Plasma vom Magnetismus der Sonne eingefangen, aber wenn die Magnetfeldlinien unterbrochen werden, kann das Plasma entweichen.
Unsere moderne Welt ist viel anfälliger für diese Stürme als die Welt von 1859. Magnetische Stürme dieser Größenordnung verwüsten unsere Satelliten, Stromnetze, Kommunikationen und alles andere, was auf elektromagnetischen Wellen beruht. Hayakawa und sein Team wollten wissen, ob wir wirklich verstehen, wie häufig und stark diese Stürme sind.
Das Wissenschaftlerteam organisierte eine internationale Zusammenarbeit, um weitere Daten zum Sturm von 1859 zu sammeln. Sie waren der Ansicht, dass es eine Lücke in unserem Verständnis des Sturms geben könnte, da die meisten Daten und Beobachtungen aus der westlichen Hemisphäre stammen. Sie sammelten historische Beobachtungen und Daten über die Auroren, die der Sturm von der östlichen Hemisphäre und der Iberischen Halbinsel verursacht hatte.
Das Team sammelte auch Berichte von Zeitungen in Portugal, Spanien, Australien, Neuseeland, Mexiko und Brasilien. Sie erhielten auch Beobachtungen der Sturmauroren vom russischen Zentralobservatorium und von japanischen Tagebüchern. Aus dem Westen hatten sie Daten aus mehr Zeitungen, wissenschaftlichen Zeitschriften und sogar Schiffsprotokollen. Anschließend verglichen sie die beiden Berichtskörper.
Eine weitere Quelle waren unveröffentlichte Zeichnungen europäischer Astronomen während des Sturms. Diese Zeichnungen ermöglichten es den Wissenschaftlern, herauszufinden, wo der Sturm auf der Sonnenoberfläche entstand, und den Sonnenfleck zu verfolgen, während er wuchs und schrumpfte.
Was haben sie gefunden?
Ihr Papier zeigt, dass das Carrington Event nicht so einzigartig ist, wie wir dachten.
Die Autoren glauben, dass die Sonnenflecken, die am 1. und 2. September 1859 den Sonnensturm auslösten, mehrere weitere Ausbrüche auslösten. Diese Ausbrüche ereigneten sich von Anfang August bis Anfang Oktober, und Ende August kam es zu einem Sonnensturm. Der Sturm Ende August ereignete sich nach Angaben der Forscher um den 27. August 1859. Er sandte separate CMEs aus, die stark genug waren, um das Erdmagnetfeld zu beeinflussen. Sie glauben auch, dass der Sturm vom 27. August dazu beigetragen hat, dass das Carrington-Ereignis die Intensität erreicht hat, die es erreicht hat.
Nach der Rekonstruktion all dieser Aktivitäten verglichen die Autoren das Carrington-Ereignis mit anderen Stürmen in den Jahren 1872, 1909, 1921 und 1989. Sie stellten fest, dass zwei von ihnen - 1872 und 1921 - mit diesem Ereignis vergleichbar waren. Der Sturm von 1989 verursachte jedoch massive Stromausfälle in Quebec, Kanada. Die Forscher kamen logischerweise zu dem Schluss, dass das Carrington-Ereignis nicht der einzigartige, mächtige Sturm war, von dem wir glauben, dass er es war.
Laut Hayakawa ist die Implikation klar. "Während der Sturm von 1859 sicherlich eines der extremsten Ereignisse war, scheint dies hinsichtlich seiner Intensität bestenfalls mit dem Sturm von 1872 und 1921 vergleichbar zu sein", sagte er. „Das Carrington-Event ist also nichts Einzigartiges mehr. Aufgrund dieser Tatsache müssen wir möglicherweise die Häufigkeit des Auftretens dieser Art von „Worst-Case-Szenario“ von Weltraumwetterereignissen überdenken. “
Wir sind zunehmend anfälliger für diese koronalen Massenauswürfe. Wir wissen viel mehr über ihre Quelle und Häufigkeit und ihre Auswirkungen als 1859. Aber sind wir besser vorbereitet?
Derzeit liegt der größte Teil der Vorbereitung auf Sonnenstürme in der genauen Vorhersage. Wenn man weiß, wann man kommt, kann jeder von den Astronauten der Internationalen Raumstation auf die Energieversorgungsunternehmen reagieren.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Dinge wie Übertragungsleitungen vor starken Sonnenstürmen zu schützen. Kondensatorbänke, Faradaysche Käfige und spezielle Dämpfungsvorrichtungen könnten helfen. Aber keine von ihnen ist eine perfekte Lösung, und eine Studie aus dem Jahr 2017 ergab, dass sie bis zu 30 Milliarden US-Dollar kosten könnte, nur um das Stromnetz in den USA zu schützen.
Einige Wissenschaftler haben die Idee eines massiven magnetischen Schildes zwischen Erde und Sonne in Umlauf gebracht. Wenn der Schild am Erd-Sonne-LaGrange-Punkt 1 sitzt, bietet er den gleichen Schutz wie das Erdmagnetfeld, jedoch mehr davon. Aber das ist an dieser Stelle nur eine Idee.
In der Zwischenzeit ist es am besten zu wissen, wann ein Sturm kommt, und das Stromnetz abzuschalten, um den Schaden zu minimieren. Zukünftige Missionen wie die LaGrange-Mission der ESA könnten dabei helfen. Was Satelliten und Kommunikationssysteme angeht, ist der Schutz dieser Arbeiten noch nicht abgeschlossen, und noch scheint niemand eine Antwort zu haben.
Mehr:
- Forschungsbericht: Zeitliche und räumliche Entwicklung einer großen Sonnenfleckengruppe und große Auroralstürme um das Carrington-Ereignis im Jahr 1859
- Pressemitteilung: Extreme Sonnenstürme können häufiger auftreten als bisher angenommen
- Bericht: Schutz des amerikanischen Stromnetzes vor geomagnetischen Solarstörungen
- Space Magazine: Neue Studie schlägt einen riesigen, weltraumgestützten Sonneneruptionsschild für die Erde vor
