Wednesday, 24. August 2016
07.12.2015
 
 

1000-mal heftiger als erwartet: Super-Explosionen auch auf der Sonne möglich?

Andreas von Rétyi

Neue Beobachtungen sonnenähnlicher Sterne lassen darauf schließen, dass auch in unserer Sonne ein weit größeres »Machtpotenzial« schlummert als die Wissenschaft bislang vermutet hätte. Zu diesem spektakulären Ergebnis gelangen jetzt Forscher der britischen Warwick-Universität. Demnach könnte die Sonne sogar Superflares in Richtung Erde ausspeien und damit unsere gesamte moderne Zivilisation gefährden.

 

Astrophysiker der Warwick-Universität haben mit Hilfe des Kepler-Weltraumteleskops bemerkenswerte Beobachtungen am Stern KIC9655129 durchführen können. Sie zeigen einen extrem starken Energieausbruch, der sehr ähnlichen physikalischen Mustern folgt wie die Flare-Explosionen unserer Sonne.

Allerdings waren auf ihr selbst die stärksten jemals registrierten Ausbrüche rund 1000-mal schwächer als das, was sich nun bei KIC9655129 abspielte. Könnte es sein, dass auch unsere Sonne irgendwann einen solchen Superflare erlebt und uns damit vielleicht in eine technologische Katastrophe führt?

 

Astronomen stellen sich diese Frage ganz unabhängig von allen irdischen Katastrophen, wie sie unsere Welt derzeit heimsuchen. Und sie gelangen aktuell zur Einschätzung, ein solares Super-Ereignis könnte tatsächlich in unbestimmter Zukunft bevorstehen. Es wäre unvergleichlich gewaltiger als das epochale »Carrington-Ereignis« vom September 1859, oder der riesige Flare, der unsere Erde im Juli 2012 glücklicherweise verfehlte. Nun aber geht es um das Tausendfache an solarer Gewalt.

 

KIC9655129 führt uns zumindest vor Augen, was möglich ist. Es handelt sich bei diesem System um einen Bedeckungsveränderlichen der Spektralklasse K, also einen orangefarbenen Stern mit etwas niedrigerer Oberflächentemperatur als die Sonne, der einen charakteristischen Lichtwechsel aufweist, weil es auf Sichtlinie zur Erde regelmäßig zur gegenseitigen Bedeckung der Komponenten kommt.

 

Doch um diese Helligkeitsveränderungen geht es nicht, vielmehr um direkt mit der stellaren Physik verbundene Vorgänge, die trotz vieler verbliebener Rätsel auch von der Sonne her bekannt sind: die berühmten Flares. Nach heutiger Theorie wird hier die in starken lokalen Magnetfeldern gespeicherte Energie in einer Art »Kurzschluss« durch magnetische Rekonnexion schlagartig und explosionsartig freigesetzt.

 

Das geschieht mit einer Gewalt, die für gewöhnlich einem Äquivalent von 100 Millionen Megatonnen-Atombomben entspricht. Superflares wären demgegenüber aber sogar in der Lage, ein Energie-Äquivalent von 100 Milliarden Megatonnen freizusetzen. Jeder kann sich anhand dieses Verhältnisses doch einigermaßen vorstellen, dass die vielfach beschriebenen Auswirkungen eines nach herkömmlicher Einstufung starken Flares hier mit weit drastischerer Gewalt auftreten und globale Kommunikation, Navigation, Stromnetze, Computersysteme oder Satellitentechnologie vollends zum Erliegen bringen würden.

 

 

Die Physikerin Chloë Pugh ist Doktorandin am Centre for Fusion, Space and Astrophysics der Universität Warwick. Unter Betreuung durch die Astrophysiker Professor Valery Nakariakov und Anne-Marie Broomhall war sie federführend an der Untersuchung von KIC9655129 beteiligt und erklärt:

»Unser Sonnensystem ist angefüllt mit Plasma – ionisiertem Gas, das als Ergebnis des Sonnenwindes und anderer, heftigerer Eruptionen wie eben solarer Flares von der Sonne stammt. Beobachtungen haben gezeigt, dass Sterne, die unserer Sonne sehr ähnlich sind, enorme Flares hervorbringen, die Superflares genannt werden. Um uns nun bessere Anhaltspunkte zu vermitteln, ob die Sonne ebenfalls einen katastrophalen Superflare erzeugen könnte, müssen wir ermitteln, ob sowohl für die stellaren Superflares als auch für die Sonnenflares die gleichen physikalischen Vorgänge verantwortlich sind.«

Die üblicherweise beobachteten Flares setzen sich aus einer Serie regelmäßig auftretender Pulse zusammen, so Pugh weiter. Dabei ähneln sie Wellen, deren Länge von den Eigenschaften der Sonnenregion abhängt, in der sie entstehen. Gelegentlich überlagern sich auch mehrere Wellen.

 

Und so wurden bei anderen Sternen und ihren Superflares auch mehrere Pulsmuster entdeckt. Besonders auffallend war aber vor allem, dass die Eigenschaften jener Superflare-Wellen mit den von Sonnenflares her bekannten Phänomenen übereinstimmen.

 

Die britischen Forscher analysierten die zeitliche Entwicklung eines Flares von KIC9655129, wobei die Daten mit dem bereits legendären »Planetenentdecker«, dem Kepler-Weltraumteleskop, gesammelt wurden.

 

Dr. Broomhill präzisiert: »Wenn sich ein Flare ereignet, sehen wir für gewöhnlich einen rapiden Intensitätsanstieg, dem ein allmähliches Abflauen folgt. Normalerweise verläuft diese Abstiegsphase relativ weich, gelegentlich aber treten auch bemerkenswerte Sprünge auf, die als quasiperiodische Pulsationen oder QPPs bezeichnet werden.

 

Wir verwenden Techniken wie Wavelet-Analyse und Monte-Carlo-Simulation, um die Periodizität und statistische Signifikanz dieser QPPs bewerten zu können.« Dabei stellten sich zwei bemerkenswerte, voneinander unabhängige Perioden heraus, die nur mit geringer Wahrscheinlichkeit als Zufallsfund eingestuft werden und 32 bzw. 78 Minuten dauern.

 

Ihr Auftreten knüpfen die Physiker genau an jene magnetohydrodynamische Schwingungen, wie sie häufig bei den Flares auf unserer Sonne beobachtet werden. Daraus leitet die britische Forschergruppe ab, dass Sonnenflares und stellare Superflares durch gleichartige physikalische Abläufe entstehen. Das könnte für die Zukunft möglicherweise eine sehr wesentliche Erkenntnis sein.

 

Sie stützt die These, dass auch unsere Sonne zu gigantischen, vernichtenden Superflares fähig sein dürfte, wie sie die Menschheit bisher noch nicht erlebt hat. Denn glücklicherweise scheinen diese Ereignisse auf unserem Stern doch extrem selten aufzutreten. Davon zeugen alle früheren Beobachtungen der Sonnenaktivität.

 

Und was spielt sich gegenwärtig auf der Sonne ab? Insgesamt nimmt die Aktivität des ohnehin schwachen Zyklus 24 ab; in den vergangenen Tagen waren beispielsweise auch kaum Sonnenflecken zu sehen. Gleichzeitig öffnete sich ein riesiges koronales Loch, eine jener im Röntgenbereich erkennbaren Dunkelzonen, aus denen der Sonnenwind ins All strömt.

 

Was die nähere Zukunft bringt, kann niemand mit Gewissheit sagen, sichere Prognosen lassen sich auch heute nicht stellen. Und selbst, wenn die Sonnenaktivität wieder abnimmt, sind immer überraschende Flares möglich.

 

So brach auch der Carrington-Flare in einer kaum sehr aktiven Phase der Sonnenaktivität hervor, allerdings aus einer deutlich erkennbaren Fleckengruppe, um in den darauffolgenden Tagen auf der Erde einen mächtigen geomagnetischen Sturm zu entfesseln. Auf die heutige Technologie hätte er sich verheerend ausgewirkt.

 

Nun, bei allen aktuellen Erkenntnissen, wozu unsere Sonne darüber hinaus vielleicht noch fähig sein könnte, bleibt wenigstens doch beruhigend, dass Superflares weitaus seltener sind, als »Carrington-Ereignisse«, die ihrerseits durchschnittlich wohl nur grob alle 500 Jahre auftreten.

 

 

 

 

 

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