Sonnensturm trifft auf Erdmagnetfeld: Satelliten messen gigantische Schockwelle (Video)

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Im Oktober 2013 brach ein Sonnensturm los, dessen Druckwelle auf die Erde zuraste. Zwei Sonden der Nasa waren im richtigen Moment vor Ort und konnten das Ereignis aufzeichnen. Die Daten sind für die Raumfahrt von enormer Bedeutung.

Sonnenwinde können ultrarelativistische Elektronen erzeugen. Enorm schnelle Elektronen stellen eine Gefahr für Satelliten dar. Nasa-Sonden konnten Auswirkungen solarer Stoßwelle auffangen.

Am 8. Oktober 2013 brach ein Sonnensturm von der Sonnenoberfläche los. Seine Druckwelle raste mit Überschallgeschwindigkeit auf die Erde zu, wo sie auf das Erdmagnetfeld traf – und sich auch auf die Van-Allen-Gürtel auswirkte. Das sind zwei Strahlungsgürtel, in denen sich kleine, hochenergetische Teilchen befinden. Manche dieser Teilchen, die negativ geladenen Elektronen, können nahezu Lichtgeschwindigkeit erreichen. Forscher bezeichnen sie als ultrarelativistisch.

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Elektronen könnten Satelliten gefährden

In den Strahlungsgürteln herrschen extreme Umweltbedingungen. Nicht nur eine intensive Strahlung, die für Astronauten gesundheitsgefährdend sein könnte, ist dort vorhanden. Extrem energiereiche Elektronen, die in den Gürteln kreisen, stellen zudem eine Gefahr für Satelliten dar. Denn sie sind in der Lage, ihre Hüllen zu durchdringen und sie so im schlimmsten Fall funktionsuntüchtig zu machen.

Nasa-Sonden kreisen in den Van-Allen-Gürteln

Um mehr Informationen zu den Bedingungen in den beiden Van-Allen-Gürteln zu sammeln, umkreisen seit August 2012 zwei Sonden der Nasa die Erde in diesen Strahlungsgürteln, die „Van-Allen-Probes“.

Sonden waren im richtigen Moment vor Ort

Diese Sonden waren auch zur Stelle, als die Sonnenwinde im Oktober 2013 auf das Erdmagnetfeld trafen. Eine der Sonden kreiste gerade am richtigen Ort, um die direkten Auswirkungen der Stoßwelle aufzufangen, die die Sonnenwinde auslösten, als sie auf das Erdmagnetfeld trafen. Eine Stunde später war die zweite Sonde dort und konnte so die Nachwirkungen dokumentieren.

Schockwellen beschleunigten Elektronen

Wissenschaftler des Haystack Observatory vom Massachusetts Institute of Technologie (MIT) untersuchten zusammen mit Forschern der Universität von Colorado die Daten, die die Sonden aufgezeichnet hatten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt im Journal of Geophysical Research.

Schockwelle prallte ab

Als die solare Stoßwelle ankam, schlug sie laut John Foster, dem stellvertretenden Direktor von MITs Haystack Observatory, wie ein Vorschlaghammer in die beschützende Barriere des Erdmagnetfeldes ein. Allerdings konnte sie diese Barriere nicht durchdringen, sondern prallte daran ab und bewegte sich zurück.

Drei bis vier Millionen Elektronenvolt

Infolge des Zusammenstoßes entstanden Magnetschallwellen, die sich durch die Strahlungsgürtel bewegten und einige Teilchen dort zu extrem hohen Energien anregten. Das schreibt das MIT in einer Mitteilung.
Das elektrische Feld, das im Zuge des Pulses entstand, regte die Teilchen zu Energien von drei bis vier Millionen Elektronenvolt an. Damit erschuf es laut der Mitteilung des MIT die zehnfache Anzahl ultrarelativistischer Elektronen, die ohnehin im Strahlungsgürtel existierten.

Foster bezeichnet die enorm energiereichen Elektronen als „ultrarelativistische Killerelektronen“, die auf direktem Wege durch einen Satelliten fliegen können.

„Wir wissen, sie können viel, viel größer sein“

Jeden Monat könnten mehrere Stoßwellen auf die Strahlungsgürtel der Erde treffen, berichtet Foster. Der Vorfall im Oktober 2013 war sogar ein recht geringfügiger. „Das war ein relativ kleiner Schock. Wir wissen, sie können viel, viel größer sein“, sagt Foster.

Die Beschleunigung von Elektronen im Strahlungsgürtel der Erde durch Stoßwellen bezeichnet Barry Mauk, Projektwissenschaftler an der John Hopkins University, als wichtig, „weil sie das Potential haben, plötzlich intensivste und energiereichste Elektronen zu schaffen und daher die gefährlichsten Bedingungen für Astronauten und Satelliten.“

Bis zur Erde können die Elektronen nicht gelangen

Für die Erde stellen die ultrarelativistischen Elektronen übrigens keine Gefahr dar. Bis dorthin können sie gar nicht gelangen. Daten der Van-Allen-Sonden der Nasa zeigten bereits, dass für sie in 11.000 Kilometern Höhe Schluss ist. Dort werden sie von unserem Planeten zurück ins All ablenkt.

Gesundheitliche Folgen

Seit Jahrzehnten gibt es Hinweise darauf, dass Ausbrüche auf der Sonne Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Doch die bisherigen wissenschaftlichen Ergebnisse schienen viele Widersprüche in sich zu tragen. Russische Wissenschaftler haben 2008 gezeigt, dass sich ein klareres Bild ergibt, wenn man nicht die von den Sonneneruptionen ausgelösten Magnetstürme selbst betrachtet, sondern eine ihrer Auswirkungen, nämlich die so genannten Pc1-Pulse.

Das sind elektromagnetische Wellen, die in der gleichen Frequenz schwingen, mit der das menschliche Herz schlägt. Die von Tamara Breus vom Weltraumforschungsinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau und ihren Kollegen analysierten Daten zeigen einen starken statistischen Zusammenhang zwischen dem Auftreten dieser Pc1-Pulse und Notarztrufen, die aufgrund von Herzbeschwerden abgesetzt wurden.

Eine Erklärung für den Zusammenhang zwischen Sonnenaktivität und menschlicher Gesundheit bietet Breus folgendermaßen an: „Die Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und Erdmagnetfeld erzeugt elektromagnetische Wellen auf einer Vielzahl von Frequenzen, deren Perioden zwischen einer hundertstel Sekunde und elf Jahren liegen. Im Laufe der Evolution passten sich die Organismen an diese äußeren Taktgeber an.“ Veränderungen bei diesen äußeren Taktgebern können insbesondere bei bereits geschwächten Personen zu gesundheitlichen Problemen führen.

Experten wie der Biophysiker Dieter Broers stützen sich auf Erkenntnisse der NASA und gehen davon aus, dass Sonnenstürme auch Auswirkungen auf das Bewusstsein und somit die Psyche der Menschen haben: „An Tagen erhöhter magnetischer Aktivität kommt es zu vermehrter Aggressivität und Unruhe. Unsere bisher unterdrückten Naturbedürfnisse werden freigelegt – und erkennbar gemacht. Es existiert jedoch noch eine weitere psychische Auswirkung dieser besonderen geomagnetischen Schwankungen. Immer mehr (Feld-) Betroffene erfahren Inspirationen, die mit spirituellen Eindrücken einhergehen. Es sind die gleichen Geofeldschwankungen, die bei andern Personen zu negativen Symptomen führen.“ Broers empfiehlt daher, die jeweils aktuellen solaren Wetterlagen zu verfolgen, sich dementsprechend einzurichten und die eigenen Meditationstechniken zu entwickeln.

Video:

Aktuell ist die Sonne ruhig im schwachen B-Bereich, keine signifikanten Regionen auf der Sonnenscheibe, lediglich am Samstag löste sich im Südwesten eine Plasmaeruption.

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Video:

Ein schwaches Protonen-Ereignis wurde von den Satelliten gemessen.

Video: SOHO-Komet übersteht extrem nahes Perihel – was hat er jetzt vor? Entgegen allen Erwartungen hat sich vorgestern ein kurz vorher vom Satelliten SOHO entdeckter Komet nicht aufgelöst, als er durch den sonnennächsten Bahnpunkt lief: Hier sieht man ihn gestern Vormittag MEZ. Der nur mit einer provisorischen Nummer versehene Fund gehört zu keiner bekannten Gruppe sonnennaher Kometen: So zog er durch LASCO C2, so sah er vor dem Perihel aus – und Experten sind “schockiert”, dass er überlebt hat, vermuten ihn aber angeknackst.

Quellen: PRAVDA TV/wissenschaft.de/NASA/FocusOnline/fuerstenberg-institut.de vom 20.02.2015

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