Anmerkung der Redaktion: Pål Brekke ist ein norwegischer Solarphysiker mit einem Doktortitel in Astrophysik von der Universität Oslo und jetzt leitender Berater des norwegischen Weltraumzentrums. Er hat ein neues populärwissenschaftliches Buch über die Sonne mit dem Titel Unsere explosive Sonne geschrieben. Ein visuelles Fest unserer Licht- und Lebensquelle. Hier erfahren Sie, wie Sie eine Kopie des Buches gewinnen können. Brekke hat diesen Gastbeitrag für das Space Magazine geschrieben.
Die Sonne fasziniert mich seit vielen Jahren. Das ist vielleicht nicht so seltsam, da ich meine ersten Schritte am Solarobservatorium in Harestua nördlich von Oslo gemacht habe. Mein Vater hat dort damals gearbeitet. Während meines Studiums an der Universität in Oslo haben mich meine Berater dazu inspiriert, Zeit mit Öffentlichkeitsarbeit zu verbringen. Und so war es mein Interesse, Wissen über die Geheimnisse der Sonne zu teilen, das dazu führte, dass ich dieses Buch schrieb.
Dieses Buch zeigt die Eigenschaften der Sonne, wie sie den Menschen seit Tausenden von Jahren fasziniert und wie sie unsere technologische Gesellschaft beeinflusst. Ich hoffe, dass dieses Buch ein verstärktes Interesse an der Sonne und an der Naturwissenschaft im Allgemeinen weckt. Die Sonne ist ein perfekter Zugang zur Naturwissenschaft, da sie die Erde und den Menschen auf so viele Arten beeinflusst. Die Sonnenphysik interagiert mit vielen anderen wissenschaftlichen Bereichen wie Physik, Chemie, Biologie und Meteorologie, um nur einige zu nennen.
Die Sonne
Bildunterschrift: Die Sonne beeinflusst die Erde in vielerlei Hinsicht. Bild mit freundlicher Genehmigung von Springer.
Die Sonne versorgt alles Leben auf der Erde mit Energie, treibt das Klimasystem an und ist daher für uns alle sehr wichtig. Es treibt die Photosynthese in Pflanzen an und ist die ultimative Quelle für alle Lebensmittel und fossilen Brennstoffe. Stürme auf der Sonne können jedoch auch Systeme auf der Erde stören, von denen unsere Gesellschaft abhängt.
Wenn man die Sonne mit bloßem Auge betrachtet, wirkt die Sonne statisch, ruhig und konstant. Vom Boden aus ist die einzige wahrnehmbare Variation der Sonne ihre Position (wo wird sie heute auf- und untergehen?). Aber die Sonne gibt uns mehr als nur einen stetigen Strom von Wärme und Licht.
Die 150 Millionen Kilometer von uns entfernte Sonne ist ein riesiger Kernkernreaktor, der Wasserstoffatome zu Helium verschmilzt und Temperaturen von Millionen Grad und intensive Magnetfelder erzeugt. In der Nähe der Oberfläche ist die Sonne wie ein Topf mit kochendem Wasser mit Blasen aus heißem elektrifiziertem Gas. Der stetige Partikelstrom, der von der Sonne wegbläst, wird als Sonnenwind bezeichnet. Mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Millionen Stundenkilometern transportiert der Sonnenwind jede Sekunde eine Million Tonnen Materie in den Weltraum (das ist die Masse des Great Salt Lake in Utah).
Alle 11 Jahre durchläuft die Sonne eine Aktivitätsperiode, die als „Sonnenmaximum“ bezeichnet wird, gefolgt von einer Ruheperiode, die als „Sonnenminimum“ bezeichnet wird. Während des Sonnenmaximums gibt es viele Sonnenflecken und während des Sonnenminimums gibt es nur wenige. Eine Möglichkeit, die Sonnenaktivität zu verfolgen, besteht darin, die Anzahl der Sonnenflecken zu beobachten. Sonnenflecken sind dunkle Flecken wie Sommersprossen auf der Sonnenoberfläche, die entstehen, wenn Magnetfeldlinien direkt unter der Sonnenoberfläche verdreht werden und durch die Sonnenoberfläche stechen. Sonnenflecken können einige Stunden bis mehrere Monate dauern, und ein großer Sonnenfleck kann bis zu einem Mehrfachen der Größe der Erde wachsen. Obwohl die Chinesen bereits 28 v. Chr. Einige Beobachtungen aufzeichneten, haben Wissenschaftler seit etwa 1610 Sonnenflecken beobachtet und aufgezeichnet, als Galileo Galilei sein Teleskop auf die Sonne richtete.
Warum interessieren sich Wissenschaftler für Sonnenflecken? Weil sie sichtbare Anzeichen für die Turbulenzen in der Sonne sind, die zu Weltraumwettereffekten auf der Erde führen. Koronale Massenauswürfe (CMEs) und Sonneneruptionen sind häufig mit Sonnenfleckengruppen verbunden.
In den nächsten Jahren werden weitere Sonnenstürme auftreten, wenn sich die Sonne 2013 der maximalen Aktivität nähert.
Weltraumwetter
In den nächsten Jahren werden weitere Sonnenstürme auftreten, wenn sich die Sonne 2013 der maximalen Aktivität nähert. Und dass diese Stürme hier auf der Erde manchmal Schäden verursachen können? Sonnenstürme erzeugen nicht nur die wunderschöne Aurora, sondern haben auch viele negative Auswirkungen. Die Aurora ist eine Manifestation von etwas Gewalttätigem in unserer Atmosphäre, in der manchmal 1.500 Gigawatt Strom erzeugt werden. Dies ist fast das Doppelte der Energieerzeugung in Europa!
Sonnenstürme senden große Mengen an Strahlung, Partikeln, Gas und Magnetfeldern in den Weltraum, manchmal direkt in Richtung Erde. Wir haben Glück, dass wir vor den meisten gefährlichen Strahlen und Partikeln geschützt sind. Dies liegt an unserer Atmosphäre, die verhindert, dass UV- und Röntgenstrahlen den Boden erreichen, und an unserer Magnetosphäre, die Partikel ablenkt. Die Auswirkungen von Sonnenstürmen werden als Weltraumwetter bezeichnet.
Bis vor etwa 100 Jahren konnten Sonnenstürme vorbeiziehen, ohne dass die Menschen viel bemerkten. Heute sind jedoch mehr als 1.000 Satelliten im Weltraum im Einsatz. Unsere Gesellschaft ist darauf angewiesen, dass diese Satelliten immer richtig funktionieren. Wir verwenden Satelliten für Wettervorhersagen, Kommunikation, Navigation, Kartierung, Suche und Rettung, Forschung und militärische Überwachung. Der Verlust eines Satelliten und seiner Signale kann schwerwiegende Folgen haben.
Sonnenstürme wirken sich auf wichtige Navigationssysteme und die entscheidende Funkkommunikation aus. Passagierflugzeuge, die über die Polarregionen fliegen, können den Funkkontakt mit dem Flugregler verlieren. Satellitentelefone funktionieren möglicherweise nicht mehr und Sonnenstürme können einige Stromnetze ausschalten.
Über den Autor:
Pål Brekke arbeitet seit 1985 mit hochmodernen weltraumgestützten Solarteleskopen und hat über 40 von Experten begutachtete Artikel, 70 Arbeitspapiere und mehr als 30 populärwissenschaftliche Artikel veröffentlicht. Sechs Jahre lang war er stellvertretender ESA-Projektwissenschaftler für das SOHO-Raumschiff.
