Wissenschaftler entdecken, dass großen, gefährlichen Sonneneruptionen flackernde Schleifen vorausgehen

Seit Jahrzehnten bemühen sich Wissenschaftler um eine genaue Vorhersage von Sonneneruptionen - intensive Lichtausbrüche der Sonne, die eine Flut geladener Teilchen in das Sonnensystem schicken können. Jetzt wurden Signale entdeckt, die diesen Eruptionen vorausgehen.

Das Solar Dynamics Observatory der NASA nahm dieses Bild koronaler Schleifen über einer aktiven Region der Sonne Mitte Januar 2012 auf. Das Bild wurde bei einer Wellenlänge von 171 Ångström im extrem ultravioletten Bereich aufgenommen. Bildnachweis: NASA/Solar Dynamics Observatory

Mit Hilfe des Solar Dynamics Observatory der NASA hat ein Team flackernde Schleifen in der Sonnenatmosphäre (Korona) identifiziert, die zu signalisieren scheinen, dass die Sonne im Begriff ist, eine größere Eruption auszulösen.

Diese Warnzeichen könnten der NASA und anderen Akteuren dabei helfen, Astronauten und Technologien sowohl im Weltraum als auch auf der Erde vor gefährlichem Weltraumwetter zu schützen.

Unter der Leitung der Heliophysikerin Emily Mason von Predictive Sciences Inc. in San Diego, Kalifornien, untersuchte das Team bogenförmige Strukturen, so genannte koronale Schleifen, am Rand der Sonne. Koronale Schleifen entstehen in magnetisch aktiven Regionen der Sonne, in denen auch die Sonneneruptionen ihren Ursprung haben.

Flackernde Schleifen als prädiktive Elemente für Sonneneruptionen

Das Team beobachtete koronale Schleifen in der Nähe von 50 größeren Sonneneruptionen und analysierte, wie ihre Helligkeit im extrem ultravioletten Licht in den Stunden vor einer Eruption im Vergleich zu Schleifen über nicht flackernden Regionen variierte. Wie bei den Warnlichtern zeigten die Schleifen über flackernden Regionen eine deutlich größere Variabilität als die über ruhigen Regionen.

"Wir haben herausgefunden, dass extremes ultraviolettes Licht über aktiven Regionen einige Stunden vor dem Auftreten einer Sonneneruption unregelmäßig flackert ", erklärte Mason. "Die Ergebnisse sind von großer Bedeutung für das Verständnis von Eruptionen und könnten unsere Fähigkeit verbessern, gefährliches Weltraumwetter vorherzusagen.

Das Sonnenobservatorium der NASA stellte fest, dass koronale Schleifen vor größeren Eruptionen aufflackern, was ihren potenziellen Nutzen für die Vorhersage unterstreicht.

Die Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters veröffentlicht und am 15. Januar 2025 auf einer Pressekonferenz im Rahmen der 245. Tagung der American Astronomical Society vorgestellt wurden, deuten auch darauf hin, dass das Flackern bei stärkeren Flares früher auftritt. Das Team wies jedoch darauf hin, dass weitere Beobachtungen erforderlich sind, um diesen Zusammenhang zu bestätigen.

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Vier Bilder aus diesem Film zeigen Helligkeitsänderungen in koronalen Schleifen bei vier verschiedenen Wellenlängen des extrem ultravioletten Lichts (131, 171, 193 und 304 Angström) vor einer Sonneneruption im Dezember 2011. Die Bilder wurden von der Atmospheric Imaging Assembly (AIA) auf dem Solar Dynamics Observatory der NASA aufgenommen und bearbeitet, um das Flackern der koronalen Schleifen sichtbar zu machen. Bildnachweis: NASA/Solar Dynamics Observatory/JHelioviewer/E. Mason.

Mason und ihre Kollegen sind der Meinung, dass die Messung der Helligkeitsschwankungen in den Koronaschleifen genauere Warnungen liefern könnte als die derzeitigen Methoden, die bevorstehende Eruptionen 2 bis 6 Stunden im Voraus mit einer Genauigkeit von 60 bis 80 % vorhersagen können.

"Die Korona der Sonne ist eine dynamische Umgebung, und jede Sonneneruption ist wie eine Schneeflocke - jede ist einzigartig", sagte Kara Kniezewski, ein Teammitglied, Doktorandin am Air Force Institute of Technology und Hauptautorin der Studie. "Wir haben festgestellt, dass die Suche nach Perioden 'chaotischen' Verhaltens in koronalen Schleifenemissionen, anstatt nach spezifischen Trends, eine viel konsistentere Metrik liefert und auch mit der Intensität der Eruptionen korrelieren kann".

Die Wissenschaftler hoffen, dass ihre Erkenntnisse über koronale Schleifen eines Tages genutzt werden könnten , um Astronauten, Raumfahrzeuge, Stromnetze und andere Anlagen vor der schädlichen Strahlung von Sonneneruptionen zu schützen. Ein automatisiertes System könnte beispielsweise Helligkeitsveränderungen in koronalen Schleifen anhand von Echtzeitbildern des Solar Dynamics Observatory überwachen und Warnungen ausgeben.

Quellenhinweis:

Kara L. Kniezewski et al, 131 and 304 Å Emission Variability Increases Hours Prior to Solar Flare Onset, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad94dd