Seit Galileis Zeit erblinden Menschen im Wesentlichen, wenn sie Sonnenflecken folgen. Aber mit dem Fortschritt unserer Technologie wurde unsere Blindheit gegenüber solaren Ursachen und Wirkungen aufgehoben. Dank Edward Maunders Arbeit im späten 19. Jahrhundert begannen wir, etwas besser zu „sehen“, als der 11-jährige Sonnenfleckenzyklus auftauchte. Aus früheren Beobachtungen wurde das „Maunder-Minimum“ – ein Zeitraum von ungefähr 1645 bis 1715, in dem Sonnenflecken eine Seltenheit waren – festgestellt und die Hypothese der Kleinen Eiszeit aufgestellt. Aber es gibt keinen Beweis dafür, dass das Sonnenminimum hier auf der Erde viel beeinflusst… Oder doch?
Moderne Technologie hat es uns ermöglicht, Sonnenphänomene auf eine Weise zu untersuchen, die sich unsere Vorgänger nie hätten vorstellen können. Im Jahr 2008 konnten Wissenschaftler das Sonnenminimum als eines der am längsten und schwachsten seit dem Aufkommen weltraumgestützter Instrumente dokumentieren. Aber mit unseren irdischen Scheuklappen dauerte es nicht lange, um festzustellen, dass der Mangel an Sonnenaktivität nicht mit Sonnenmagnetismus korrespondierte. Einfach gesagt, die Polarlichtaktivität nahm nicht proportional ab … bis 8 Monate später. Ein am 16. Mai 2011 erschienener Artikel in Annales Geophysicae berichtet, dass diese Auswirkungen auf die Erde tatsächlich ein Minimum erreicht haben – die niedrigsten Werte des Jahrhunderts. Die Sonnenwindgeschwindigkeit scheint zusammen mit der Stärke und Richtung des Magnetfelds eine dominierende Rolle gespielt zu haben.
„Historisch gesehen wird das Sonnenminimum durch die Anzahl der Sonnenflecken definiert“, sagt der Weltraumwetterwissenschaftler Bruce Tsurutani vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, der Erstautor des Artikels ist. „Auf dieser Grundlage wurde 2008 als die Periode des solaren Minimums identifiziert. Aber die geomagnetischen Effekte auf der Erde erreichten einige Zeit später, im Jahr 2009, ihr Minimum. Also beschlossen wir, uns die Ursachen des geomagnetischen Minimums anzusehen.“
Geomagnetische Effekte basieren auf der Kraft der Sonne, die Magnetfelder der Erde zu verändern. Mit einem Magnetometer gemessen, erzeugen diese Effekte normalerweise nichts anderes als Polarlichtaktivität. Aber extreme Beispiele könnten Stromnetzausfälle, Satellitenstörungen und mehr sein. Es ist wichtig, unser Weltraumwetter zu verstehen, und drei Faktoren kommen zum Tragen: die Geschwindigkeit des Sonnenwinds, die Stärke des interplanetaren Magnetfelds und die Richtung, in die es fließt. Das Team – zu dem auch Walter Gonzalez und Ezequiel Echer vom Brasilianischen Nationalen Institut für Weltraumforschung in São José dos Campos, Brasilien – gehörten, untersuchte jeden dieser Faktoren nacheinander.
Zu Beginn waren sich die Forscher einig, dass das interplanetare Magnetfeld 2008 und 2009 auf einem niedrigen Niveau war. Dies war offensichtlich ein Faktor für das geomagnetische Minimum, aber da die Auswirkungen 2008 nicht abnahmen, konnte dies nicht der einzige Grund sein. Um die Sonnenwindgeschwindigkeit zu untersuchen, verwendeten der Advanced Composition Explorer (ACE) der NASA und Daten zeigten, dass die Geschwindigkeit des Sonnenwinds während des Sonnenfleckenminimums hoch blieb. Es dauerte eine Weile, bis der Zerfall begann – eine Zeit, die dem Rückgang der geomagnetischen Effekte entsprach. Der nächste Schritt bestand darin, die Ursache zu ermitteln – und die rauchende Waffe schien koronale Löcher zu sein. Hier kann der Sonnenwind mit einer Geschwindigkeit von 800 Meilen pro Sekunde aus der Mitte hervorbrechen, verlangsamt sich jedoch von den Seiten und breitet sich über den Weltraum aus.
„Normalerweise befinden sich die koronalen Löcher beim Sonnenminimum an den Polen der Sonne“, sagt Giuliana de Toma, Solarwissenschaftlerin am National Center for Atmospheric Research, deren Forschung zu diesem Thema zu Erkenntnissen für dieses Papier beigetragen hat. „Daher empfängt die Erde Wind nur von den Rändern dieser Löcher, und er ist nicht sehr schnell. Aber 2007 und 2008 waren die koronalen Löcher nicht wie üblich auf die Pole beschränkt.“
Zufälliger Beweis? Nicht kaum. Im Jahr 2008 blieben die koronalen Löcher auf niedrigen Sonnenbreiten, wobei ihre Winde direkt auf die Erde gerichtet waren. Erst 2009 bewegten sie sich auf die Pole der Sonne zu und geomagnetische Effekte und Sichtungen der Aurora gingen proportional dazu. Es wurde sogar theoretisiert, dass koronale Löcher auch für die Minimierung der Südrichtung des interplanetaren Magnetfelds verantwortlich sein könnten. Eine solche Kombination aller Faktoren bereitet die Bühne für ein geomagnetisches Minimum, aber Studien sind noch erforderlich, um solche Phänomene zu verstehen und vorherzusagen. Um dies gut zu machen, muss man sich, so Tsurutani, auf die enge Verbindung zwischen solchen Effekten und der komplexen Physik der Sonne konzentrieren. „Es ist wichtig, all diese Funktionen besser zu verstehen“, sagt er. „Um zu verstehen, was niedrige interplanetare Magnetfelder verursacht und was koronale Löcher im Allgemeinen verursacht. Dies ist alles Teil des Sonnenzyklus. Und alles Teil dessen, was Auswirkungen auf die Erde hat.“
Quelle der Originalgeschichte: JPL-Nachrichten .
