Im Jahr 2026 wird die erste Sonnenbeobachtungsmission Indiens im Weltraum, Aditya-L1, eine außergewöhnliche Phase erreichen. Dies ist das erste Mal, dass das Observatorium, das im vergangenen Jahr in die Umlaufbahn gebracht wurde, die Sonne beobachten kann, wenn sie ihren Höhepunkt im Aktivitätszyklus erreicht.
Laut NASA stellt dieser Zyklus einen Zeitraum dar, der etwa alle 11 Jahre auftritt, wenn sich die magnetischen Pole der Sonne umkehren – analog zur Vertauschung der Nord- und Südpole auf der Erde. In dieser Zeit kommt es zu erheblichem Unruhe, wenn die Sonne von einer ruhigen Phase in eine stürmische übergeht. Dies ist gekennzeichnet durch einen enormen Anstieg der Anzahl von Sonnenstürmen und koronalen Massenauswürfen (CMEs) – massive Feuerriesen, die aus der äußeren Schicht der Sonne, der Korona, ausgestoßen werden.
Ein CME kann aus geladenen Partikeln bestehen und bis zu eine Billion Kilogramm wiegen. Seine Geschwindigkeit kann bis zu 3000 km pro Sekunde betragen. In der Theorie kann ein CME in jede Richtung reisen, einschließlich direkt auf die Erde zu. Bei Höchstgeschwindigkeit benötigt ein CME 15 Stunden, um die 150 Millionen Kilometer zwischen Erde und Sonne zu überwinden.
„In normalen oder ruhigen Zeiten stößt die Sonne zwei bis drei CMEs pro Tag aus“, erklärt Prof. R. Ramesh vom Indischen Institut für Astrophysik (IIA). „Im nächsten Jahr erwarten wir, dass es täglich zehn oder mehr sein werden.“
Prof. Ramesh ist der Hauptforscher des Visible Emission Line Coronagraph, kort Velc, der wichtigsten der sieben wissenschaftlichen Instrumente auf Aditya-L1, und überwacht und entschlüsselt die gesammelten Daten.
Das Studium von CMEs gilt als eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von Indiens erster Sonnenmission. Erstens bieten die Auswürfe die Gelegenheit, mehr über den Stern im Zentrum unseres Sonnensystems zu lernen. Zweitens gefährden Aktivitäten auf der Sonne die Infrastruktur auf der Erde und im Weltraum.
Obwohl CMEs selten eine direkte Bedrohung für das menschliche Leben darstellen, beeinflussen sie das Leben auf der Erde, indem sie geomagnetische Stürme verursachen, die das Wetter im nahen Weltraum betreffen, wo fast 11.000 Satelliten, darunter 136 aus Indien, stationiert sind.
„Die schönsten Manifestationen eines CME sind Aurora Borealis, ein klares Beispiel dafür, dass geladene Teilchen von der Sonne zur Erde reisen“, erläutert Prof. Ramesh.
„Doch sie können auch dazu führen, dass die Elektronik auf Satelliten ausfällt, Stromnetze lahmlegt und das Wetter sowie Kommunikationssatelliten beeinträchtigt.“
Der stärkste jemals aufgezeichnete Sonnensturm war das Carrington-Ereignis von 1859, das Telegraphenleitungen weltweit außer Kraft setzte. Neuere Ereignisse wurden 1989 dokumentiert, als ein Teil des Stromnetzes von Quebec ausfiel, was sechs Millionen Menschen während von neun Stunden ohne Strom ließ. Im November 2015 störte die Sonnenaktivität die Luftverkehrskontrolle, was zu Chaos in Schweden und einigen anderen europäischen Flughäfen führte.
Im Februar 2022 berichtete NASA, dass ein CME zum Verlust von 38 kommerziellen Satelliten führte.
Prof. Ramesh sagt, dass wenn wir beobachten können, was auf der Korona der Sonne passiert, und in Echtzeit einen Sonnensturm oder einen koronalen Massenauswurf erblicken, die Temperatur am Ursprungsort aufzeichnen und seinen Verlauf verfolgen, dies als Vorwarnung dienen kann, um Stromnetze und Satelliten abzuschalten und sie in Sicherheit zu bringen.
Es gibt andere Sonnenmissionen, die die Sonne beobachten, jedoch hat Aditya-L1 Vorteile gegenüber anderen, einschließlich des Solar and Heliospheric Observatory, das gemeinsam von NASA und ESA (Europäische Weltraumorganisation) gesendet wurde, hinsichtlich der Beobachtung der Korona.
„Der Koronagraph von Aditya-L1 hat die exakte Größe, die es ihm ermöglicht, fast wie der Mond zu wirken, indem er die Photosphäre der Sonne vollständig abdeckt und eine ununterbrochene Sicht auf fast die gesamte Korona 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr, auch während von Eklipsen und Okultationen, gewährt“, sagt Prof. Ramesh.
Mit anderen Worten, der Koronagraph agiert wie ein künstlicher Mond, der die helle Oberfläche der Sonne blockiert und Wissenschaftlern eine kontinuierliche Beobachtung ihrer schwachen äußeren Korona ermöglicht – etwas, das der wirkliche Mond nur während von Eklipsen tut.
Darüber hinaus ist dies die einzige Mission, die Ausbrüche im sichtbaren Licht untersuchen kann, was es ermöglicht, die Temperatur und die Wärmeenergie eines CME zu messen – Schlüsselfaktoren, die zeigen, wie stark ein CME wäre, wenn es auf die Erde zusteuert, erklärt Prof. Ramesh.
Um sich auf die bevorstehenden Hochphasen der Sonnenaktivität im nächsten Jahr vorzubereiten, arbeitete das IIA mit NASA zusammen, um die Daten zu untersuchen, die es von einem der größten CMEs, die Aditya-L1 bisher aufgezeichnet hat, gesammelt hat.
Dieser entstand am 13. September 2024 um 00:30 GMT, sagt Prof. Ramesh. Ihre Masse betrug 270 Millionen Tonnen – zum Vergleich: das Eisberg, das die Titanic versenkte, wog 1,5 Millionen Tonnen, fügt er hinzu.
Am Ursprungsort betrug ihre Temperatur 1,8 Millionen Grad Celsius, und der Energieinhalt entsprach 2,2 Millionen Megatonnen TNT – zum Vergleich: die Atombomben über Hiroshima und Nagasaki wogen jeweils 15 und 21 Kilotonnen.
Obwohl die Zahlen unglaublich groß erscheinen, beschreibt Prof. Ramesh sie als „mittelgroß“.
Der Asteroid, der die Dinosaurier auf der Erde auslöschte, wog 100 Millionen Megatonnen, und während des maximalen Aktivitätszyklus der Sonne könnten wir CMEs mit einem Energieinhalt sehen, der sogar noch mehr ist.
„Ich betrachte die CME, die wir bewertet haben, als während der normalen Aktivitätsphase der Sonne stattgefunden. Jetzt setzt dies die Benchmark, die wir verwenden werden, um zu bewerten, was uns erwartet, wenn der maximale Aktivitätszyklus auftritt“, sagt er.
„Die Erkenntnisse daraus werden uns helfen, Gegenmaßnahmen zur Schutz von Satelliten im nahen Weltraum zu entwickeln. Sie werden uns auch dabei helfen, das nahe Erdspektrum besser zu verstehen“, fügt er hinzu.
