Der Erde drohen in nächsten Monaten starke Sonnenstürme

Der aktuelle Sonnenzyklus steuert auf sein Maximum zu. Eine Tatsache, die in den letzten Wochen auch in Form von Polarlichtern zu beobachten war. Und dieses Maximum dürfte deutlich früher eintreten, als bisher vorausgesagt. Laut einer Analyse der Astrophysiker Priyansh Jaswal, Chitradeep Saha und Dibyendu Nandy vom Center of Excellence in Space Sciences India wird das Sonnenmaximum wahrscheinlich im Januar 2024 erreicht. Zu Beginn des aktuellen Sonnenzyklus wurde der Höhepunkt für Juli 2025 prognostiziert.

Was ist ein Sonnenzyklus?

Die Sonne ist eine gigantische Kugel aus elektrisch geladenem heißen Gas, das ständig in Bewegung ist und dabei ein starkes Magnetfeld erzeugt. Dieses wird offiziell als Dipolfeld bezeichnet. Während eines Sonnenzyklus wird das Dipolfeld zunehmend schwächer, bis es nicht mehr vorhanden ist. Zu diesem Zeitpunkt findet das Maximum der Sonnenaktivität statt. Anschließend baut sich das Dipolfeld wieder auf, allerdings mit umgekehrten Vorzeichen. Das bedeutet, dass der Nord- und der Südpol ihre Plätze getauscht haben. Im Durchschnitt dauert ein Sonnenzyklus elf Jahre. Der aktuelle Zyklus trägt die Nummer 25, begann 2019 und soll bis 2030 dauern.

Was haben Wissenschaftler herausgefunden?

Bisher wurde der Höhepunkt der Sonnenaktivität vorhergesagt, indem man die Anzahl der Sonnenflecken beobachtete. Je schwächer das Magnetfeld der Sonne ist, desto mehr Sonnenflecken gibt es. Die meisten gibt es also zum Maximum der Sonnenaktivität. Diese Methode war jedoch noch nie eine exakte Wissenschaft. Man weiß zwar ungefähr, wann das Sonnenmaximum eintreten wird, aber die offiziellen Vorhersagen sind eher eine Schätzung als eine genaue Bestimmung.

Das indische Team hat nun eine neue Methode zur Erkennung des Sonnenmaximums entwickelt. Sie haben jahrzehntealte Daten untersucht und die magnetische Aktivität mit dem sogenannten Waldmeier-Effekt in Verbindung gebracht. Der Schweizer Astronom Max Waldmeier hatte 1935 festgestellt, dass es einen Zusammenhang zwischen Sonnenflecken und der Länge des Sonnenzyklus gibt. Grundsätzlich gilt: Je schneller die Sonnenfleckenaktivität ansteigt, desto schneller wird das Sonnenmaximum erreicht. Je stärker der Zyklus also ist, desto kürzer ist er.

Die Forscher untersuchten, wie schnell sich das Dipolfeld der Sonne abschwächt, und untersuchten Daten, die bis ins Jahr 1976 zurückreichen. Sie fanden heraus, dass die Abschwächungsrate des solaren Dipols sehr gut mit dem Waldmeier-Effekt korreliert. Das bedeutet, dass sie mithilfe des Waldmeier-Effekts vorhersagen konnten, wann sich die polaren Magnetfelder auf null abschwächen und die Plätze tauschen würden, also das Sonnenmaximum erreicht ist. Ihre Schlussfolgerung: Bereits im Januar 2024 ist es so weit.

Weshalb ist es wichtig, den Zeitpunkt des Sonnenmaximums zu kennen?

Der Anstieg der Sonnenaktivität wird begleitet durch einen Anstieg von Sonneneruptionen, sogenannten Flares. Flares entstehen, wenn die Magnetfeldlinien der Sonne aufbrechen, was meist in Gebieten der Sonne passiert, in denen sich auch Sonnenflecken zeigen. Dabei werden hochenergetische Teilchen ins All geschleudert. Treffen diese auf die Erde, können besonders in Gegenden in Polnähe Stromnetze und Funkverbindungen gestört werden. Die hochenergetischen Partikel können auch Satelliten in ihrer Funktionstüchtigkeit einschränken oder gar beschädigen. Dadurch können Navigationssysteme wie GPS oder das satellitengestützte Internet ausfallen. Darum ist es für die Betreiber dieser Systeme wichtig zu wissen, wie es um die Sonnenaktivität bestellt ist.

Wie genau ist die Vorhersage des Astrophysikers?

Das werden wir erst im Januar wissen. Der Hauptautor der Studie, Dibyendu Nandi, sagte dazu der "Daily Mail", es sei "nicht möglich, die Intensität und die Folgen von Sonnenstürmen so früh vorherzusagen, aber wir sollten mehr erfahren, wenn das neue Jahr naht".

Unabhängig von der indischen Studie ist aber inzwischen auch das Zentrum für Weltraumwettervorhersage (SPWC) der amerikanischen Nationalen Ozean- und Atmosphärenbehörde NOAA zum Schluss gekommen, dass das das Sonnenmaximum früher eintrifft und intensiver sein wird als ursprünglich vorhergesagt, die Wahrscheinlichkeit für Sonnenstürme also höher sein wird. Am 25. Oktober veröffentlichte die Behörde eine "revidierte Vorhersage" für den Solarzyklus 25 und räumte ein, dass die ursprünglichen Schätzungen "nicht mehr zuverlässig genug für die Kunden des SWPC" seien, wie zum Beispiel private Weltraumforschungs- und Satellitenunternehmen.

Die Studie wurde in den "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters" veröffentlicht.