Zwischen 1859 und 1921 trafen die stärksten je beobachteten Sonnenstürme die Erde. Zwei davon sind gut dokumentiert. Doch 1872 ereignete sich noch ein dritter Sturm, wie ein Forschungsteam nun anhand historischer Berichte zeigt. Extremes Weltraumwetter ist womöglich häufiger als gedacht – und unsere Zivilisation verletzlicher denn je
Ein von vielen historischen Quellen erwähnter Sonnensturm im Februar 1872 war einer neuen Analyse zufolge deutlich heftiger als bisher angenommen. Darauf lasse die Auswertung Hunderter Berichte schließen, berichtet ein Forschungsteam im "Astrophysical Journal". Solche für die moderne technische Gesellschaft gefährlichen Ereignisse könnten demnach häufiger vorkommen als bislang vermutet.
Bis fast zum Äquator waren damals Polarlichter sichtbar, in Europa und Asien fielen Telegrafie-Verbindungen aus. Der Sonnensturm zähle zu den drei stärksten bislang erfassten, erklärt das Team um Hisashi Hayakawa vom Rutherford Appleton Laboratory im britischen Didcot. Die beiden anderen sind das "Carrington-Ereignis" vom September 1859 und der "New York Railroad Storm" vom Mai 1921. Beide Male kam es ebenfalls zu Ausfällen von Telegrafie-Verbindungen sowie zu Bränden durch elektrischen Funkenschlag. 1921 fiel die gesamte Signal- und Schaltanlage der New York Central Railroad aus – daher der Name.
"Wir wissen nun, dass es innerhalb von nur 60 Jahren gleich drei extreme Sonnenstürme gab", erklärt Hayakawa. "Die Bedrohung durch solche Ereignisse für unsere moderne Gesellschaft ist also nicht zu unterschätzen."
Auslöser von Sonnenstürmen sind schlagartige Änderungen im Magnetfeld unseres Zentralgestirns. Da die Sonne sich am Äquator deutlich schneller dreht als an ihren Polen, verdrillt sich ihr Magnetfeld in einem elfjährigen Rhythmus. Es bilden sich eine Art magnetischer Schläuche, die an die Oberfläche durchbrechen können und dort kühle Zonen – die dunklen Sonnenflecken – erzeugen.
Treffen außerhalb der Sonne Magnetfeldschläuche aufeinander, kann es zu einer Art Kurzschluss kommen: Die Feldlinien ordnen sich schlagartig neu und setzen dabei große Mengen an Energie frei. Die Folge: ein sogenannter koronaler Massenauswurf. Dabei wird elektrisch geladene Materie aus der heißen Sonnenatmosphäre – der Korona – mit hoher Geschwindigkeit ins All hinausgeschleudert.
Trifft ein solcher Massenauswurf auf das Magnetfeld der Erde, führt das einerseits zu wunderschönen Polarlichtern, könnte andererseits aber auch verheerende Folgen für unsere inzwischen weit höher entwickelte technische Zivilisation haben. So kann die empfindliche Elektronik von Satelliten gestört oder auch beschädigt werden. Stark schwankende Magnetfelder beeinflussen zudem elektrische Leitungsnetze und können zu Überlastungen von Transformatoren führen und großflächige Stromausfälle auslösen.
Bereits 2018 hatte Hayakawa vermutet, der Sonnensturm im Februar 1872 könne von ähnlichem Kaliber wie das "Carrington-Ereignis" und der "New York Railroad Storm" gewesen sein. Doch die Datenlage zu diesem Ereignis war dünn und seine Überlegungen fanden zunächst wenig Widerhall in der Fachwelt. Hayakawa aber war hartnäckig: Er knüpfte Verbindungen zu Forschenden in aller Welt und begann mit ihrer Hilfe, alte Aufzeichnungen und Archive nach Informationen zu diesem Ereignis zu durchforsten. Mit Erfolg.
Unsere technische Abhängigkeit wächst – und damit die Gefahren eines Sonnensturms
Mehr als 700 Berichte belegen der Auswertung zufolge, dass im Februar 1872 Polarlichter bis fast zum Äquator hin sichtbar waren. Telegrafie-Verbindungen waren nicht nur im Norden, sondern auch zwischen Indien und dem Jemen sowie zwischen Ägypten und Sudan gestört. Mithilfe von in Archiven schlummernden Messungen des irdischen Magnetfelds ließen sich dessen Änderungen während des Sonnensturms rekonstruieren.
Das alles zeige, dass im Februar 1872 ein extrem starker Sonnensturm stattfand, so Hayakawa. "Er war von gleicher Stärke wie jene von 1859 und 1921." Den Forschenden gelang es sogar, die Quelle des Sonnensturms aufzuspüren: Aufzeichnungen von Astronomen in Belgien und Italien zeigen eine Gruppe dunkler Flecken in der Mitte der Sonnenscheibe. Und das war eine Überraschung – denn die Fleckengruppe war nicht allzu groß. "Selbst extreme Sonnenstürme können also bereits durch Fleckengruppen mittlerer Größe ausgelöst werden", schließen die Forscher.
Aktuell zeigt sich unsere Sonne wieder sehr aktiv. Bis ans Mittelmeer waren unlängst Polarlichter zu sehen. Und das nächste Maximum der Sonnenaktivität mit besonders vielen Flecken und Ausbrüchen ist derzeit noch nicht erreicht.
Die moderne Gesellschaft hängt immer stärker von der technischen Infrastruktur ab – von Stromversorgung, von Kommunikationsnetzen, Satellitennavigation. Diese Technik ist anfällig für Störungen durch Sonnenstürme und könnte tagelang ausfallen. "Können wir unser Leben ohne diese Infrastruktur aufrechterhalten?", fragt Hayakawa. "Es wäre jedenfalls eine extreme Herausforderung."
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