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Super Sonnensturm – Ein Rückblick auf das Carrington-Event von 1859

Das Carrington-Event – Der bisher größte wissenschaftlich beobachtete Sonnensturm

Im Jahre 1859 beobachtete der britische Astronom Richard Christopher Carrington ein bis dato noch unbekanntes Sonnenphänomen, das vom stärksten geomagnetischen Sturm der letzten 500 Jahre begleitet wurde – das Carrington-Event.

Als Carrington am 1. September 1859 gegen 11:18 Uhr eine Projektion der Sonne anfertigte, um Sonnenflecken zu verzeichnen, beobachtete er das Auftauchen von zwei extrem hellen Punkte. Sofort realisierte Carrington, dass er ein unbekanntes Sonnenphänomen entdeckt hatte. Er verließ fluchtartig den Raum, um einen befreundeten Wissenschaftler hinzuzuziehen. Als sie zurückkamen, konnten beide nur noch das ausklinken dieses Phänomens beobachten.

Carrington-Event
Sonnenflecken skizziert von Richard Carrington am 1. September 1859. Urheberrecht : Royal Astronomical Society:

 

Kurz vor der Morgendämmerung am nächsten Tag, waren dann am Himmel über dem halben Planeten, Polarlichter in den Farben rot, grün und lila Polarlichter so hell zu sehen, dass man hätte problemlos Zeitungen lesen können. Tatsächlich pulsierten die atemberaubende Polarlichter auch in der Nähe der tropischen Breiten wie Kuba, den Bahamas, Jamaika, El Salvador und Hawaii. – ein sichtbares Zeichen des bis heute stärksten bekannten geomagnetischen Sturms. Dies alleine versetze die Menschen damals in größte Sorge, doch es sollte noch schlimmer kommen. Weltweit waren Störungen in den Telegraphensystemen zu beobachten, einige Telegrafisten stellten schockiert fest, dass es Funkenentladungen gab, die Ihr Telegrafenpapier in Brand gerieten ließen.

Die Schäden an den technischen Systemen Mitte des 19. Jahrhunderts, hielten sich natürlich in Grenzen, denn der Ausfall des Telegrafensystems war mehr eine Kuriosität als ein Grund zur allgemeinen Beunruhigung.Würde sich ein solches Ereignis heutzutage wiederholen, fiele die Bilanz vermutlich anders aus: Mobilfunknetze, Hochspannungsleitungen, Telefonleitungen, Satelliten, GPS-Navigation – all diese Systeme, von denen in unserer hochtechnisierten Gesellschaft so viel abhängt, könnten durch einen vergleichbaren geomagnetischen Sturm arg in Mitleidenschaft gezogen werden.

Seit 1859 gab es noch mehrere ähnliche Ereignisse mit wesentlich geringerer Intensität. Am 4. August 1972 unterbrach ein geomagnetischer Sturm zahlreiche Telefonleitungen im US-Bundesstaat Illinois – und am 13. März 1989 legte ein Sturm eine Generatorstation im kanadischen Québec lahm und ließ 6 Millionen Kanadier über 9 Stunden im Dunkeln sitzen. 2005 kam es sogar zu einer knapp 10-minütigen Beeinträchtigung der weltweit genutzten GPS-Navigation. Keines dieser Ereignisse erreichte jedoch die Intensität des Sturms von 1859. Das Carrington-Event bleibt der schwerste geomagnetische Sturm der vergangenen 150 Jahre. Untersuchungen an Eisbohrkernen deuten sogar darauf hin, dass es in den letzten 500 Jahren keinen schwereren geomagnetischen Sturm gegeben haben dürfte.

 

Was genau war das Carrington-Event ?

Das Carrington-Event muss man in zwei ganz verschiedene Ereignisse unterteilen, die aber häufig gemeinsam auftreten: Ein Solarer Mega Flare und ein koronaler Massenauswurf (KMA)

Bei dem hellen Licht, welches Carrington beobachtet hatte, handelt es sich um einen Solaren Mega Flare, ein Lichtblitz, der auf ein kleine Gebiet beschränkt ist und nur wenige Minuten anhält. Diese Flares sind häufig in der Nähe von Sonnenflecken zu beobachten. Die Flares unterscheiden sich in ihrer Intensität und somit auch in ihren Folgeerscheinungen. Starke Röntgenstrahlung, die bei diesem Ereignis freigesetzt wird, kann eine nicht unerhebliche Gefahr für Astronauten darstellen, oder den Funkverkehr auf der Erde stören bis hin zu Komplettausfällen. Solare Flares sind jedoch nicht der Auslöser von geomagnetischen Stürmen.

Geomagnetische Stürme, oder allgemein auch bekannt als Sonnensturm, sind die Folge von sogenannten koronalen Massenauswürfen. Ein solcher Koronaler Massenauswurf besteht aus geladenen Teilchen wie z.b. Elektronen, Protonen und weiteren Atomkernen. Die Plasmawolke bewegt sich in der Regel mit Geschwindigkeiten von etwa 1000 Kilometern pro Sekunde durchs All und benötigt somit etwa ein bis zwei Tage, bevor es die Erde erreicht. Der Massenauswurf beim Carrington-Event erreichte die Erde jedoch in nur 18 Stunden!

Obwohl die Masse einer solchen Plasmawolke der eines Bergrückens (etwa des Brockenmassivs im Harz) entsprechen kann, ist sie dünner verteilt als die Masse in einem Hochvakuum. Stünde man (in einer Art Gedankenexperiment) mitten in der Wolke, würde man sie nicht wahrnehmen.

Ein koronale Massenauswurf tritt in der Regel zusammen mit Eruptionen (Flares oder Filamenteruptionen) auf der Sonne auf, aber nicht jede Sonneneruption verursacht auch einen koronalen Massenauswurf. Besonders deutlich war dies bei dem größten Sonnenfleck seit über 25 Jahren zu beobachten. Dieser Sonnenfleck erzeugte zahlreiche kräftige Sonneneruptionen, die jedoch nicht einen nennenswerten Massenauswurf hervorbrachten.

 

Sind wir einem Super-Sonnensturm schutzlos ausgeliefert?

Carrington-Event
Der Satellit ACE befindet sich im Equillibrium-Punkt zwischen Erde und Sonne etwa 150 Millionen km von der Sonne entfernt und ca. 1,5 km von der Erde entfernt.

Die NASA und andere Weltraumorganisationen haben heute zahlreiche Observatorien im Weltraum stationiert, dessen Aufgabe es u.a. ist, die Sonne im Blick zu behalten. Einer der wichtigste Frühwarnsysteme ist der Advanced Composition Explorer (ACE). Der 1997 gestartete Satellit kreist in einer strategisch günstigen Entfernung von 1,5 Millionen Kilometern zwischen der Sonne und Erde. Sollte ein koronaler Massenauswurf von der Sonne in Richtung Erde unterwegs sein, so würden die Messinstrumente am ACE dies verzeichnen. Passiert ein koronaler Massenauswurf die ACE-Sonde, so bleiben in der Regel knapp 30 Minuten bis zum Aufprall der Teilchenwolke auf das Erdmagnetfeld, Vor allem Satellitenbetreiber sind auf die Weltraumwetter-Vorhersagen angewiesen, aber auch die NASA selbst reagiert, um beispielsweise Raumsonden teilweise oder sogar ganz abzuschalten, damit die sensiblen Teile nicht ins Visier der Teilchen und Strahlenwolke geraten.

Ein 2. Carrington-Event wäre fatal!

Würden sich heute ein Sonnensturm wie der des Carrington-Events ereignen, so gäbe es nach Einschätzung von Experten kaum etwas, was unsere empfindlichen Satelliten schützen könnte. Eine Studie zeigt, dass in einem solchen Fall die Kosten vermutlich bei 30 bis 70 Milliarden Dollar liegen würden. Die elektrischen Entladungen könnten hochempfindliche Teile der Satelliten einfach durchbrennen lassen; Die Folge wäre ein Ausfall der Kommunikationssatelliten. Ein solcher Super-Sonnensturm ist zum Glück nur sehr selten. Wissenschaftler haben,unter anderem anhand von Eisbohrkernen herausgefunden, dass das Carrington-Event vermutlich sogar das Größte der letzten 500 Jahre war. Man schätzt, dass sich ein solcher Super-Sonnensturm nur ein bis zwei mal pro Jahrtausend ereignet.

Ein Ereignis welches sich im Juli 2012 ereignet hat zeigt jedoch , dass es jederzeit zu einem Super-Sonnensturm kommen kann;

Die Erde ist im Juli 2012 einem Treffer durch eine gewaltige Eruption von der Sonne entgangen. Eine jetzt vorgestellte Analyse ergab, dass der damalige koronale Massenauswurf bei einem Treffer zu einem der größten geomagnetischen Stürme und damit zu beträchtlichen Schäden hätte führen können. Die Eruption hätte sich nur neun Tage früher ereignen müssen. Quelle: astronews.com

 

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