Sonnenwind und Sonnensturm – Exkurs

Obwohl Sonnenstürme Teil von vielen Filmen ist und theoretisch ein Sonnensturm die Kommunikation und Navigation auf der Erde schwer beeinträchtigen könnte, ist das Phänomen der Sonnenstürme bzw. deren Auswirkung bis heute noch nicht vollständig geklärt. Auf der Sonnen finden ständig „Fusionsprozesse“ statt, wobei geladene Teilchen wie Elektronen oder Protonen (manchmal auch Heliumkerne = Alphastrahlung) gebildet werden. Diese Teilchen werden als Sonnenwind ständig von der Sonne ins Weltall geschleudert. Dabei läuft dieser Prozess in einem Zyklus ab, so dass die „Emission“ von Sonnenwind mal stärker und mal schwächer ist. Trifft der „normale“ Sonnenwind auf die Erdatomsphäre, so wird der Sonnenwind durch das Magnetfeld der Erde abgeblockt. Kommt es nun zu einer erhöhten Bildung der geladenen Teilchen und diese Teilchen erreichen die Erdoberfläche, so spricht man von einem Sonnensturm. Sind diese geladenen Teilchen erstmal auf die Erdoberfläche gelangt, können sie erhebliche Schäden verursachen v.a. auf die Kommunikation und Navigation. Dies liegt u. a. daran, dass geladene Teilchen sehr gut mit Materie wechselwirken und so Störungen verursachen.

Der Sonnensturm

Wie eingangs erwähnt, „leitet“ sich der Sonnensturm vom Sonnenwind ab. Auf der Sonne finden ständig physikalisch-chemische Prozesse statt. Dabei werden auch geladene Teilchen gebildet (Protonen bzw. Heliumkerne). Diese Teilchen werden von der Sonnenoberfläche ins All geschleudert. Diesen „Strom“ aus geladenen Teilchen, der von der Sonne ins All geschleudert wird, wird als Sonnenwind bezeichnet. Wie gefährlich solcher „Sonnenwind“ ist und welche Phänome dadurch auf der Erde beobachtbar sind, wurde bereits in anderen Kapiteln vorgestellt. Der „normale“ Sonnenwind hat für die Menschen, Tiere und Technik auf der Erdoberfläche keine (bzw. kaum) Wirkung Das Magnetfeld der Erde ist in der Lage, die geladenen Teilchen vor dem Eintritt in die Erdatmosphäre „abzublocken“. Allerdings ist bei „starken“ Sonnenwind möglich, dass die geladenen Teilchen, die von der Sonne in Richtung Erde geschleudert werden, in die obersten Schichten der Erdatmosphäre eindringen. In diesem Fall können wir das Phänomen der Polarlichter beobachten.

Wiederholung: Treffen diese Teilchen, bei denen es sich um geladene Teilchen handelt, auf das Magnetfeld der Erde, so werden die Teilchen abgebremst und teilweise abgelenkt.  Dadurch trifft die kosmische Strahlung die Erdoberfläche hauptsächlich an den magnetischen Polen. An den magnetischen Polen tritt die kosmische Strahlung (überwiegend Elektronen) hauptsächlich in Richtung Erdoberfläche ein. An den magnetischen Polen treffen die Elektronen auf Moleküle die sich in der Luft befinden und bringen diese zum Leuchten (kann man sich ähnlich vorstellen, wie wenn man eine Neonröhre zum Leuchten bringt). Diese Erscheinungen an den magnetischen Polen der Erde werden auch als Polarlichter bezeichnet.

Kommt es nun infolge einer Sonneneruption zu einer erhöhten Ausstrahlung dieser geladenen Teilchen und diese Teilchen (zumindest einige) erreichen die Erdoberfläche, spricht man von einem Sonnensturm.

Wie nun Sonnenstürme (also sehr starke Sonnenwinde) entstehen und welche Auswirkungen sie haben, ist bis heute noch nicht vollständig geklärt. Dennoch wissen wir aus der Physik, dass geladene Teilchen mit Materie wechselwirken können und welche negativen Folgen v.a. für Technik (v.a. Magnetfelder) möglich sind. So können Sonnenstürme die moderne Kommunikation beeinträchtigen und damit die Funktion von Stromnetzen und Navigationsgeräten stören. Beispielsweise könnte die GPS-Navigation sowie viele Kommunikationsnetze gestört werden bzw. komplett ausfallen. Was dies für die Menschen auf der Erde bedeuten würde, muss hier nicht weiter ausgeführt werden. Ein „Leben“ ohne Kommunikation und Navigation wurde das Leben auf der Erde (vermutlich) in ein Chaos stürzen.