Die wichtigsten Fachbegriffe kurz erklärt 

 

Was ist ein Sonnensturm und wie entsteht er?

Antworten auf die zehn wichtigsten Fragen.

Sonnenstürme und Sonnenaktivität – Antworten auf die zehn wichtigsten Fragen
ForschungsInfo 1/2013
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Koronaler Massenauswurf (KMA)
Eine riesige, magnetische Plasma-Blase, die bei einem Sonnenausbruch ausgestossen wird und sich in hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum bewegt.

CME (Coronal Mass Ejection)
Siehe Koronaler Massenauswurf

Filament oder Protuberanz
Riesige Bögen oder fadenähnliche Gebilde oberhalb der Sonnenoberfläche in denen Materie entlang magnetischer Feldlinien strömt. Bricht ein Filament auf, werden Millionen Tonnen von Materie von der Sonne weggeschleudert.

Flare (Sonnenausbruch)
Ein Sonnenflare entsteht, wenn die magnetische Energie, die sich in der Sonnenatmosphäre aufgebaut hat, plötzlich freigesetzt wird. Geladene Teilchen und Strahlung über das gesamte elektromagnetische Spektrum, von Radiowellen bis Gammastrahlen, wird abgegeben. Die Menge der  Energie entspricht Millionen von 100-Megatonnen-Wasserstoffbomben, die gleichzeitig explodieren.

Flare-Klassen (X-Flares)
Flares werden wie Erdbeben nach ihrer Stärke benannt: A- und B-Flares sind die Kleinsten, von C-Flares bemerkt man auf der Erde noch nicht viel, M- und X-Flares verursachen Sonnenstürme, die auf der Erde Polarlichter auslösen, falls sie getroffen wird. Jede Flare-Klasse wird nochmals unterteilt von 1 bis 9, z.B. X1 bis X9. Die Stärke wird anhand der Röntgenstrahlung bestimmt, die ein Flare aussendet.

Geomagnetischer Sturm
Die Erde befindet sich in einer Art magnetischer Blase, der Magnetosphäre. Diese schützt uns vor dem Sonnenwind. Trifft ein Sonnensturm die Erde, stört er die Magnetosphäre und löst einen geomagnetischen Sturm aus. Polarlichter treten auf. Satelliten können beschädigt oder Funkverbindungen und elektrische Leitungen gestört werden.

Interplanetarisches MagnetfeldDas Magnetfeld der Sonne wird vom Sonnenwind über die Planeten hinaus durch das gesamte Sonnensystem getragen. Weil sich die Sonne dreht, entsteht eine sich spiralförmig drehende magnetische Schicht, die man sich wie ein Ballerinaröckchen vorstellen kann. Diese wechselt mit der Sonne die magnetische Polarität alle elf Jahre.

Korona
Die äusserste Schicht der Sonnenatmosphäre kann man bei einer Sonnenfinsternis von Auge sehen. Sie besteht aus bis zu zwei Millionen Grad Celsius heissem Gas.

Koronales Loch
Ein koronales Loch ist ein Bereich in der Sonnenkorona mit einer niedrigeren Temperatur und Dichte als in der Umgebung. Auf Sonnenbildern erkennt man ein koronales Loch als grösseren, dunklen Bereich. Hier kann Plasma austreten und sich als Sonnenwind im Weltraum verbreiten.

 

Plasma

Ein Atom besteht aus einem Kern mit Protonen und Neutronen, sowie einer Hülle von Elektronen. Wird ein Gas sehr heiss, z.B. eine Million Grad, lösen sich in diesem Gas die Elektronen vom Kern der Atome. Diesen Zustand nennt man Plasma. Das Plasma besteht also aus negativ und positiv geladenen Teilchen. Geladene Teilchen und Magnetfelder sind eng miteinander verbunden. In der Sonnenatmosphäre bewegt sich das Plasma entlang der vorhandenen Magnetfelder.

Polarlichter (Auroras)

Polarlichter entstehen, wenn während eines Sonnensturms geladene Teilchen von der Sonne in die Erdatmosphäre gelangen und hier die Sauerstoffatome zum Glühen bringen.  Die grünlich bis violett leuchtenden Schleier können am Nord- und am Südpol entstehen.

Protuberanz siehe Filament

Protonensturm
Ein Protonensturm entsteht, wenn Protonen während eines Flares oder eines koronalen Massenauswurfes auf einen sehr hohen Energiebereich beschleunigt werden. Protonenstürme bedeuten ein Strahlungsrisiko für Astronaut/innen und können elektronische Geräte beschädigen.

Sonnenflecken
Die dunklen Flecken kommen von der starken magnetischen Aktivität auf der Sonnenoberfläche. Sie sind kühler als die Umgebung, das heisst, nur etwa 4000°C statt 6000°C heiss. Ein mittlerer Sonnenfleck ist etwas so gross wie die Erde. Sonnenflecken zeigen aktive Regionen an, wo Sonnenausbrüche entstehen können. Es wird sich jedoch nicht bei jedem Sonnenfleck ein Sonnenausbruch oder gar ein Sonnensturm ereignen.

Sonnenflecken-Zyklus
Seit 400 Jahren werden die Sonnenflecken gezählt. So konnte man sehen, dass es Perioden gibt, in denen Sonnenflecken häufiger oder weniger häufig auftreten, und dass sich dies durchschnittlich alle 11 Jahre wiederholt. Mit der Anzahl Sonnenflecken ändert sich ebenfalls die Aktivität der Sonne (Sonnenausbrüche) und das Weltraumwetter. Der 11-Jahres-Rhythmus wird angetrieben durch grosse, langsame Strömungen und magnetische Umpolungen im Innern der Sonne.

Sonnenmaximum
Das Sonnenmaximum ist die Zeit im 11-jährigen Sonnenflecken-Zyklus mit den meisten Sonnenflecken. 2012 und 2013 gehören zum Sonnenmaximum des gegenwärtigen Zyklus, der diesmal relativ schwach ist. Dennoch können sich grosse Sonnenausbrüche ereignen. Mit Weltuntergang hat das nichts zu tun. Für die Beobachtung ist das Sonnenmaximum sehr interessant.

Sonnenwind und Sonnenstürme
Geladene Teilchen (Elektronen und Protonen) strömen ständig von der Sonne weg – der Sonnenwind. Er reist durch das Sonnensystem mit einer Geschwindigkeit con ca. 400 km pro Sekunde. Bei einem Sonnenausbruch können Millionen Tonnen von Materien in den Weltraum geschleudert werden. Aus dem Sonnenwind wird ein Sonnensturm mit bis zu 800 km pro Sekunde. Die hochenergetischen Röntgen- und Gammastrahlen erreichen sogar Lichtgeschwindigkeit.

Weltraumwetter
Das Weltraumwetter wird durch die Sonne bestimmt – einerseits den ständigen Sonnenwind und andererseits die Sonnenausbrüche, welche sich zu Sonnenstürmen entwickeln können. Diese verbreiten sich im Sonnensystem und können Planeten treffen, die sich gerade im Weg befinden. Die Erde ist durch ihr Magnetschild ziemlich gut geschützt. Was wir vom Weltraumwetter sehen können sind die Polarlichter. Sie werden von Sonnenstürmen verursacht. Polarlichter hat man auch auf Jupiter und Saturn entdeckt. Auf Merkur oder Mars trifft ein Sonnensturm jedoch ungebremst, da diese Planeten fast kein magnetisches Schutzschild haben.

STEREO
Das Projekt STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) der US-Raumfahrtbehörde NASAbesteht aus zwei identischen Raumsonden, die die Sonne und die Wechselwirkung ihrer Teilchenausbrüche und Felder mit der Magnetosphäre der Erde erstmals dreidimensional beobachten sollen (Stereoeffekt). Der Start erfolgte nach einer langen Reihe von Verschiebungen am 26. Oktober 2006 um 0:52 Uhr UTC mit einer Delta II 7925-10L von Cape Canaveral in Florida aus.

SDO
Das Solar Dynamics Observatory (SDO) ist eine am 11. Februar 2010 gestartete NASA-Mission zur Erforschung der dynamischen Vorgänge der Sonne, die unter dem Living With a Star (LWS) Programm entwickelt wird. SDO wird die Messungen der Sonde SOHO fortführen.

SOHO
SOHO steht für „Solar and Heliospheric Observatory“ (Sonnen- und Heliosphären-Observatorium) und ist eine Raumsonde bzw. ein Weltraumobservatorium von ESA und NASA.

LASCO
LASCO (Large Angle and Spectroscopic Coronograph) beobachtet das gesamte Umfeld der Sonne, vom Sonnenrand bis auf 32 Sonnenradien Abstand. Es ist somit eine Beobachtung von CMEs und Halo-CMEs, die sich genau auf der Sonne-Erde-Linie bewegen, möglich. Mit LASCO wurden mit größerer Treffsicherheit der Vorhersage und besserer Einschätzung der Laufzeit der Ereignisse bis zur Erde wichtige Fortschritte in der Forschung gemacht.

Glossar wurde teilweise übernommen von Hanna Sathiapal – https://blogs.fhnw.ch/sonnenforschung/