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Laut dem Center for Space Weather Forecasting der National Oceanic and Atmospheric könnten bald wieder bunte Polarlichter über Teilen der Vereinigten Staaten auftauchen – einschließlich der nördlichen und oberen Bundesstaaten des Mittleren Westens von New York bis Idaho – aufgrund eines Sonnensturms, der sich auf die Erde auswirken könnte Verwaltung.
Das Zentrum, eine Abteilung des Nationalen Wetterdienstes, gab für Freitag und Samstag eine moderne geomagnetische Sturmwarnung namens G2 heraus. Im Gegensatz zum G5-Sturm, einem extremen geomagnetischen Sturm, der am 10. Mai auftrat, seien gemäßigte Sturmwarnungen keine Seltenheit, so das Zentrum.
Laut Dr. Ryan French, einem Sonnenphysiker am National Solar Observatory in Boulder, Colorado, sind die Polarlichter verursachenden Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfe, die derzeit von der Sonne emittiert werden, jedoch das Ergebnis derselben Sonnenflecken, die im Mai Sonnenaktivität ausgelöst haben.
Koronale Massenauswürfe sind große Wolken aus ionisiertem Gas, sogenannten Plasma- und Magnetfeldern, die aus der äußeren Atmosphäre der Sonne ausbrechen. Wenn diese Explosionen auf die Erde gerichtet sind, können sie geomagnetische Stürme oder größere Störungen im Erdmagnetfeld verursachen.
Wenn sich die Sonne ihrem Sonnenmaximum nähert – dem Höhepunkt ihres 11-Jahres-Zyklus, der dieses Jahr erwartet wird –, wird sie aktiver und Forscher haben immer intensivere Sonneneruptionen beobachtet, die aus der feurigen Kugel ausbrechen.
Erhöhte Sonnenaktivität führt zu Polarlichtern, die um die Pole der Erde tanzen und als Nordlichter oder Aurora Borealis und Aurora Australis oder Aurora Australis bekannt sind. Wenn energiereiche Teilchen aus koronalen Massenauswürfen das Erdmagnetfeld erreichen, interagieren sie mit Gasen in der Atmosphäre und erzeugen so verschiedenfarbige Lichter am Himmel.
Die Sonne dreht sich alle 27 Tage einmal um ihre Achse, was Wissenschaftler durch die Verfolgung von Sonnenflecken herausgefunden haben. Diese dunklen Regionen, von denen einige die Größe der Erde oder größer haben können, werden von den starken und sich ständig ändernden Magnetfeldern des Sterns beherrscht.
Die großen, komplexen Sonnenfleckenhaufen auf der Sonnenoberfläche, die im Mai zu einem Anstieg der Sonnenaktivität führten, haben ihre Rotation um die Sonne überlebt. Die Solar Orbiter-Mission der Europäischen Weltraumorganisation, die derzeit die Rückseite der Sonne untersucht, konnte die Entwicklung von Sonnenflecken verfolgen, während sie sich außerhalb der Sichtweite terrestrischer Teleskope befanden.
Jetzt kehren Sonnenflecken auf die der Erde zugewandte Seite der Sonne zurück, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit blendender Polarlichter in der nächsten Woche steigen könnte, sagen Experten.
Die Geburt der Sonnenstürme
Obwohl es für Sonnenfleckenhaufen üblich ist, zwei oder drei Rotationen um die Sonne zu überleben, lösen sie sich typischerweise nach einer Rotation auf und werden weniger aktiv, sagte French.
Der heute zurückkehrende Sonnenfleckenhaufen sei immer noch in der Lage, Eruptionen der Klasse X, die größten Sonneneruptionen, zu erzeugen, aber die Häufigkeit scheine abgenommen zu haben, sagte er.
French beobachtete im Mai etwa sechs Tage lang zwei Ausbrüche der Klasse X pro Tag.
„Dies ist wahrscheinlich die größte Gruppe von Klasse-X-Fackeln, die wir seit etwa 20 Jahren hatten“, sagte French. „Der aktuelle Sonnenzyklus scheint aktiver zu sein als der Höhepunkt von 2014, aber nicht so aktiv wie der Höhepunkt von 2003.“
Jetzt erzeugen Sonnenflecken jeden zweiten Tag Ausbrüche, sodass die Häufigkeit abgenommen hat und die Komplexität des Sonnenfleckenhaufens abgenommen hat, sagte French.
Es wird vorhergesagt, dass die Erde „gerade den Rand“ des derzeit stattfindenden koronalen Massenauswurfs erreicht, sagte French.
Die Sonnenflecken werden der Erde zwischen Dienstag und Donnerstag direkter zugewandt sein, sagte French.
„Jeder größere Ausbruch in diesem Zeitraum und einige Tage außerhalb dieses Fensters könnte einen Ausbruch in unsere Richtung verursachen, der einen geomagnetischen Sturm auslösen könnte“, sagte French. „Die Häufigkeit der Ereignisse nimmt ab, aber es reicht aus, um einen großen geomagnetischen Sturm auszulösen. Ich halte es für unwahrscheinlich, dass dieser Fall so bedeutsam sein wird, dass er etwas Ähnliches verursachen wird wie das, was wir Mitte Mai gesehen haben.
Halten Sie während dieses Zeitfensters von Dienstag bis Donnerstag sowie einige Tage danach Ausschau nach dem Polarlicht, sagte French. Die Polarlichter könnten für Millionen von Menschen sichtbar sein, aber ihr Standort hängt davon ab, ob koronale Massenauswürfe die Erde treffen.
Normalerweise erklärt eine Expertengruppe den Höhepunkt des Sonnenmaximums erst lange nach dessen Überschreitung, sodass Wissenschaftler nicht sagen können, ob das Sonnenmaximum jetzt auftritt. Aber die Wahrscheinlichkeit einer Sonnenaktivität werde in den nächsten Jahren voraussichtlich zunehmen, sagte French.
„Das Problem bei Sonnenzyklen besteht darin, dass sie manchmal einen doppelten Höhepunkt haben“, sagte Shawn Dahl, Dienstkoordinator des Space Weather Prediction Center. „Manchmal erreicht die Südhalbkugel (der Sonne) oder die Nordhalbkugel zuerst ihren Höhepunkt.“
Nahe dem Höhepunkt des Sonnenmaximums neigen Sonnenflecken dazu, sich rund um den Äquator zu häufen. Aber die Sonnenfleckenhaufen, die im letzten Monat aktiv waren, befanden sich auf der Nord- und Südhalbkugel der Sonne, bemerkte Dahl.
Obwohl Wissenschaftler aktive Sonnenfleckenhaufen verfolgen können, könnten in der Zeit vor dem Sonnenmaximum jederzeit weitere auftauchen.
„Wir können eine neue Gruppe von Sonnenflecken direkt vor uns entstehen lassen“, sagte Dahl. „Wir können nicht wissen, dass das passieren wird, bis wir es sehen.“ Genau so wird es im Laufe dieses Jahres bis ins nächste Jahr hinein und sogar bis ins Jahr 2026 hinein geschehen.“
Lehren aus Sonnenstürmen
Der Sturm vom 10. Mai war historisch, erreichte aber glücklicherweise nicht das Ausmaß des Carrington-Ereignisses von 1859, das Funken und Brände an Telegrafenstationen verursachte und nach wie vor der heftigste geomagnetische Sturm aller Zeiten ist.
Vor dem 10. Mai ereignete sich 2003 der letzte G5-Sturm, der die Erde traf. Er verursachte Stromausfälle in Schweden und beschädigte Leistungstransformatoren in Südafrika.
Seitdem haben die Regierungen gesetzgeberische, forschungsbezogene und operative Maßnahmen ergriffen, um die potenziell negativen Auswirkungen von Sonnenstürmen abzumildern, sagte Dahl.
Der Sonnensturm vom 10. Mai sei der am besten abgemilderte Weltraumwettersturm in der Geschichte gewesen, sagte Dahl.
„All diese Arbeit und Vorbereitung haben zu diesem Moment geführt, und die Nation hätte nicht besser auf einen Weltraumwettersturm vorbereitet sein können“, sagte er.
Bei diesen Ereignissen ist es immer noch möglich, dass die Kommunikation, das Stromnetz, die Navigation sowie der Funk- und Satellitenbetrieb beeinträchtigt werden. Während des Sturms vom 10. Mai sorgten Stromnetz- und Satellitenbetreiber dafür, dass die Satelliten in Ordnung und ordnungsgemäß im Orbit waren, und bewältigten den Aufbau starker geomagnetischer Ströme in den Netzsystemen.
Nach Angaben der Europäischen Weltraumorganisation können extreme Sonnenstürme dazu führen, dass die Erdatmosphäre anschwillt und sich der Widerstand verändert, dem Satelliten ausgesetzt sind. Daher ist es für die Bediener schwieriger, sie auf ihren spezifischen Flugbahnen zu halten.
„Es gab viele Auswirkungen, von denen die Leute nichts hören, weil die Dinge erfolgreich abgemildert wurden, als wir nicht so viele direkte Auswirkungen sahen“, sagte Dahl.
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