Wissenschaftler haben einen bedeutenden Durchbruch bei der Vorhersage von Weltraumstürmen erzielt, der genauere Prognosen ermöglicht, wann ein heftiger Sonneneruption die Erde treffen könnte.

Die Forschung ermöglicht jetzt die Vorhersage der genauen Geschwindigkeit von koronalen Massenauswürfen (CMEs) und der Zeit ihres Aufpralls auf unseren Planeten, noch bevor sie vollständig von der Sonne ausbrechen.

CMEs sind Gas- und Magnetfeldausbrüche, die aus der Sonnenatmosphäre in den Weltraum geschleudert werden. Sie können geomagnetische Stürme verursachen, die die Technologie in der Erdumlaufbahn und auf der Oberfläche stören können, weshalb Experten weltweit daran arbeiten, die Weltraumwettervorhersagen zu verbessern.

Laut Forschern der Aberystwyth Universität könnten Fortschritte in diesem Bereich erheblich dazu beitragen, die Infrastruktur zu schützen, die für unser tägliches Leben von entscheidender Bedeutung ist. Sie werden ihre Erkenntnisse heute auf der Nationalen Astronomietagung der Royal Astronomical Society in Hull vorstellen.

Es wurde festgestellt, dass bestimmte Bereiche auf der Sonne, die als 'aktive Regionen' bezeichnet werden, entscheidend für das Verständnis der Entstehung von CMEs sind. Diese Regionen haben starke Magnetfelder, die sich vor, während und nach dem Ausbruch verändern.

Kritische Höhe aktiver Regionen
Ein zentraler Aspekt der Forschung war die "kritische Höhe" aktiver Regionen, die Höhe, in der das Magnetfeld instabil wird und zu einem CME führen kann. Harshita Gandhi, Solarphysikerin an der Aberystwyth Universität, erklärt, dass die Messung der Magnetfeldstärke in Abhängigkeit von der Höhe diese kritische Höhe bestimmen kann.

"Durch die Nutzung dieser Daten zusammen mit einem geometrischen Modell können wir die tatsächliche Geschwindigkeit eines CME in drei Dimensionen verfolgen, was für genaue Vorhersagen entscheidend ist", sagt Gandhi.

Ihre Erkenntnisse zeigen eine starke Korrelation zwischen der kritischen Höhe zu Beginn eines CME und seiner tatsächlichen Geschwindigkeit. Dies ermöglicht die Vorhersage der CME-Geschwindigkeit und seiner Ankunftszeit auf der Erde, noch bevor er vollständig ausbricht.

Auswirkungen auf die Erde
Wenn CMEs die Erde treffen, können sie geomagnetische Stürme verursachen, die spektakuläre Polarlichter erzeugen, bekannt als Nordlichter. Diese Stürme können jedoch auch wichtige Systeme, auf die wir täglich angewiesen sind, wie Satelliten, Stromnetze und Kommunikationsnetze, stören.

Aus diesem Grund arbeiten Wissenschaftler auf der ganzen Welt daran, unsere Fähigkeit zu verbessern, vorherzusagen, wann CMEs die Erde treffen werden. Genauere Vorhersagen der CME-Geschwindigkeit kurz nach einem Ausbruch ermöglichen bessere Vorwarnungen.

Gandhi betont, dass das Verständnis und die Nutzung der kritischen Höhe in den Vorhersagen die Fähigkeit verbessert, vor bevorstehenden CMEs zu warnen, wodurch die Technologie, auf die wir im modernen Leben angewiesen sind, besser geschützt wird.

Verbesserung der Weltraumwettervorhersagen
"Die Forschung verbessert nicht nur unser Verständnis des explosiven Verhaltens der Sonne, sondern auch erheblich unsere Fähigkeit, Weltraumwetterereignisse vorherzusagen", sagt Gandhi.

"Dies bedeutet eine bessere Vorbereitung und Schutz für die technologischen Systeme, auf die wir täglich angewiesen sind."

Fortschritte bei der Vorhersage von Weltraumstürmen haben das Potenzial, unsere Fähigkeit, kritische Infrastruktur und Technologie zu schützen, erheblich zu verbessern. Mit einem besseren Verständnis der kritischen Höhen aktiver Regionen auf der Sonne können Wissenschaftler die Geschwindigkeit und das Eintreffen von CMEs genauer vorhersagen, was rechtzeitige Warnungen und eine bessere Vorbereitung auf mögliche geomagnetische Stürme ermöglicht.

Diese neuen Erkenntnisse kommen zu einem entscheidenden Zeitpunkt, da Weltraumwetter mit der zunehmenden Abhängigkeit von Satelliten und Kommunikationsnetzen immer wichtiger wird. Wissenschaftler hoffen, dass ihre Methoden die globalen Prognosen verbessern und bessere Strategien zum Schutz der Infrastruktur ermöglichen.

Die Aberystwyth Universität plant, ihre Forschung fortzusetzen und sich auf die weitere Verbesserung von Modellen und Methoden zur Vorhersage des Weltraumwetters zu konzentrieren. Die wissenschaftliche Gemeinschaft erwartet gespannt weitere Entdeckungen, die unsere technologische Zukunft sichern werden.

Letztendlich tragen präzise Weltraumwettervorhersagen nicht nur dazu bei, Technologie zu schützen, sondern auch zu einem besseren Verständnis der komplexen Prozesse, die das Verhalten unserer Sonne und ihre Auswirkungen auf die Erde steuern.

Dieser bedeutende Fortschritt in der Weltraumwetterwissenschaft kann sicherstellen, dass wir besser auf zukünftige Sonneneruptionen vorbereitet sind, Risiken verringern und die wichtigen Technologien schützen, die wir täglich nutzen.

Quelle: Royal Astronomical Society