Datum01.07.2026 14:46

Quellewww.spiegel.de

TLDREin starker Sonnensturm 2024 enthüllte, dass ein Großteil der geladenen Teilchen im Ringstrom der Erde aus der Ionosphäre und nicht von der Sonne stammte. Messungen des Satelliten "Arase" zeigten, dass terrestrische Teilchen über 85% ausmachten. Dies stellt etablierte Modelle des Weltraumwetters in Frage und deutet darauf hin, dass der Zustand der Erdatmosphäre die Schwere von Sonnenstürmen maßgeblich beeinflussen kann, was wichtig für die Verbesserung von Vorhersagen ist.

InhaltBei einem außergewöhnlich starken Sonnensturm im Mai 2024 befand sich ein Forschungssatellit zufällig an einer entscheidenden Stelle. Seine Messungen liefern überraschende Erkenntnisse. Es war einer der stärksten Sonnenstürme der vergangenen 20 Jahre: Riesige Wolken geladener Teilchen von der Sonne trafen am 10. und 11. Mai 2024 auf das Magnetfeld der Erde. Sogar in Deutschland und noch weiter Richtung Äquator, in Teilen Südeuropas, waren Polarlichter zu sehen. Genau zu dieser Zeit war der japanische Forschungssatellit "Arase" im Ringstrom der Erde unterwegs, einem Strom geladener Teilchen, der die Erde über dem Äquator umgibt. "Dies ist die erste gleichzeitige Beobachtung von Ringstromionen und Sonnenwind während eines so großen Sturms", sagt Naritoshi Kitamura von der Universität Nagoya. Die Daten seien eindeutig gewesen: Mehr als 85 Prozent der Ionen im Ringstrom stammten aus dem oberen geladenen Teil der Erdatmosphäre, der Ionosphäre. Damit kam ein überraschend großer Teil der Teilchen, die während des Sonnensturms das Erdmagnetfeld beeinflussten, gar nicht von der Sonne, sondern aus einem Teil der Erdatmosphäre. Die Erkenntnisse legen nahe, dass der Beitrag der Ionosphäre zum Ringstrom eine entscheidende Rolle bei der Schwere von Sonnenstürmen spielt. Sie wurden im Fachmagazin "Science Advances " veröffentlicht. Die Sonne sendet ständig Teilchenströme aus, erklärt  das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Bei einer Sonneneruption ist dieser Ionenstrom für einige Zeit besonders ausgeprägt. Treffen die Sonnenwinde auf das Erdmagnetfeld, wird dieses verformt, in den Polargebieten können Teilchen in die Erdatmosphäre vordringen und Leuchterscheinungen am Himmel entstehen: Polarlichter. Starke Sonnenstürme verformen das Erdmagnetfeld stärker, erklärt das Max-Planck-Institut. Polarlichter sind dann auch weiter von den Polen entfernt zu sehen. "Manche Super- oder extrem starken Sonnenstürme sind nicht nur beeindruckende Lichtspektakel, sie bergen Risiken für Raumfahrzeuge, stören GPS-Signale und Kommunikationsverbindungen und verursachen Stromausfälle", sagt Studienautor Kitamura. Zu verstehen, wie solch ein Sturm entsteht, sei deshalb nicht nur eine wissenschaftliche Frage, sondern habe auch praktische Konsequenzen. Bei den Störungen des Erdmagnetfelds in einem Sonnensturm spielt der Ringstrom eine wichtige Rolle: Der riesige Gürtel aus geladenen Teilchen im All kann die Störungen des Erdmagnetfelds bei einem Sonnensturm verstärken. Doch wo kommen diese Teilchen her? Bekannt sind zwei Quellen: die Sonnenwinde und die Ionosphäre der Erde. Seit Jahrzehnten diskutieren Wissenschaftler, in welchem Umfang welche Quelle zum Ringstrom beiträgt, heißt es in einer Mitteilung  zur Studie. Demzufolge gingen einige Wissenschaftler davon aus, dass bei einem stärkeren Sonnensturm die Ionen aus dem Sonnenwind eine bedeutende Rolle spielen würden. Im Mai 2024 war eine Gelegenheit, das zu prüfen: Der von der japanischen Weltraumerforschungsbehörde Jaxa betriebene Satellit "Arase" ist mit Instrumenten ausgestattet, mit denen sich die Masse und Energie der erfassten Ionen bestimmen lassen. Der Satellit durchquerte den Ringstrom kurz nach Beginn des Sonnensturms und erneut nahe an dessen Höhepunkt. So konnte er die Zusammensetzung dieser geladenen Teilchen im Ringstrom während des Sonnensturms direkt messen. Dabei zeigte sich: Der Beitrag der Sonnenwind-Ionen war minimal, der Anteil der Ionen irdischen Ursprungs dominierte das Phänomen in einem Ausmaß, das so noch nie beobachtet wurde. Die Dominanz der Ionen aus der oberen Erdatmosphäre, die weitaus schwerer sind als Sonnenwindpartikel, könnte die Störung des Erdmagnetfelds verstärkt haben, schlussfolgern die Forscher. Laut den Studienautoren können die Erkenntnisse die Vorhersagen für extrem starke Sonnenstürme verbessern. Die Rechenmodelle zur Prognose des Weltraumwetters stützten sich auf Sonnenwindbedingungen. Diese Studie lege nahe, dass der Zustand der Erdatmosphäre mitentscheidet, wie stark sich ein Sonnensturm auf der Erde auswirkt.