Sonnenstürme: Einer kosmischen Gefahr auf der Spur!
25. Juni 2025 | Autor: Ryan Rockwell | Lesedauer: 15 Minuten
Es ist ein typischer Dienstag. Stell dir vor, du bist auf dem Weg zur Arbeit. Ob mit dem Auto oder mit der Bahn ist egal. Die Sonne scheint an einem wolkenlosen Himmel und es verspricht, ein wundervoller Sommertag zu werden.
Doch auf einmal fällt der Strom aus. Zuerst merkst du es vielleicht nicht. Erst als du an der dritten ausgefallenen Ampel vorbeikommst, oder das Internet auf deiner Zugfahrt nicht mehr verfügbar ist, fällt dir auf, dass etwas nicht stimmt.
Ein normaler Tag kippt ins Chaos
»Ein Stromausfall«, denkst du vielleicht.
Doch als auch dein Navigationsgerät nicht funktioniert und die ersten Berichte über kaputte Satelliten, brennende Hochspannungsleitung und Flugzeugabstürze dich erreichen, begreifst du, dass etwas ganz und gar nicht stimmt. Ein scheinbar normaler Tag kippt ins Chaos.
Wie abhängig wir von Technologie sind, merken wir meist erst in solchen Augenblicken. Unsere Zivilisation ist ein zerbrechliches Konstrukt, das leicht aus der Bahn geworfen werden kann.
Was ist geschehen?
Die Ursache dieses konkreten Ereignisses liegt nicht auf der Erde, sondern auf der Sonne. Sonnenstürme können das gerade gezeichnete Szenario jederzeit hervorrufen. Dieses Naturphänomen ist so alt wie unsere Sonne selbst, und ist so faszinierend wie gefährlich.
So faszinierend wie gefährlich: Sonnenstürme sind so alt wie unsere Sonne.
Was sind Sonnenstürme?
Sonnensturm ist der Oberbegriff für verschiedene Phänomene, die sich auf der Sonne abspielen und Auswirkungen auf die Erde haben können. Bei Sonnenstürmen unterscheidet man in der Regel zwischen zwei verschiedenen Phänomenen: Koronale Massenauswürfe (CME) und Solar Flares (Sonneneruptionen).
Solar Flares (Sonneneruptionen)
Bei Solar Flares handelt es sich um plötzliche Helligkeitsausbrüche. Es sind Objekte aus erhöhter Strahlung, die sich in der Chromosphäre der Sonne bilden. Sie entstehen aufgrund elektromagnetischer Vorgänge innerhalb unseres Sterns.
Flares treten in Regionen auf, wo es Sonnenflecken gibt. Das sind dunkle Stellen auf der Sonnenoberfläche mit einer geringeren Temperatur. Aber auch in Regionen, wo Sonnenfackeln vorkommen, helle Stellen auf der Oberfläche mit einer erhöhten Temperatur.
Bei normaler Sonnenaktivität sind etwa 5 bis 10 Sonneneruptionen pro Tag zu beobachten.
Bei einem Solar Flare entladen sich große Mengen elektromagnetischer Energie, vor allem aber Röntgenstrahlung und UV-Strahlung. Diese Strahlung erreicht die Erde innerhalb weniger Minuten und kann zu Störungen im Funk führen.
Bei normaler Sonnenaktivität sind 5 bis 10 Sonneneruptionen pro Tag zu beaobachten.
Koronale Massenauswürfe (CME)
Bei koronalen Massenauswürfen (CME – Coronal Mass Ejection) dagegen handelt es sich um Explosionen in der Korona der Sonne. CME schleudern Milliarden Tonnen Plasma ins All. Wie die Solar Flares haben auch CME ihren Ursprung in den Sonnenflecken.
Und genau wie Sonneneruptionen können auch koronale Massenauswürfe die Erde treffen. Allerdings reisen sie weniger schnell durch das All. In der Regel benötigt die Strahlung 1 bis 3 Tage. Wenn sie auf das Erdmagnetfeld trifft, löst das einen geomagnetischen Sturm aus.
Dabei kann es zu schweren Schäden in der elektronischen Infrastruktur kommen: Störungen oder Ausfälle von GPS, Zerstörung elektrischer Überlandleitungen durch induzierte Ströme, Kraftwerksbrände, etc.
Zusammenhang von Flare und CME
Solar Flares und koronale Massenauswürfe sind eng miteinander verwoben. Ihr Ursprung liegt jeweils in den Sonnenflecken. Flares entstehen, wenn durch eine Neuanordnung von Magnetfeldern lokale Feldbögen aus der Photosphäre (sichtbare Oberfläche der Sonne) hervorbrechen.
Platzen diese Bögen sprunghaft auf, oder bilden sich Magnetfelder neu, kommt es zu einer plötzlichen Freisetzung von Energie. Dieser Auswurf von Energie ist ein koronaler Massenauswurf.
Aber: Nicht jeder Solar Flare verursacht einen CME und andersherum. Beide Phänomene können parallel auftreten, müssen aber nicht.
Wie entstehen Sonnenstürme?
Feldbögen? Magnetfelder? Ich sehe deine Fragezeichen! Und ich liefere dir Antworten.
Sonnenstürme haben ihren Ursprung im Magnetfeld der Sonne. Dieses Magnetfeld wird vom sogenannten Sonnendynamo angetrieben. Dabei handelt es sich um Plasmabewegungen innerhalb der Sonne. Im Gegensatz zur Erde ist unser Stern kein fester Körper, sondern besteht hauptsächlich aus Plasma. Dieses Plasma ist immer in Bewegung. Dabei rotieren die verschiedenen Regionen der Sonne unterschiedlich schnell um ihre Achse.
Am Sonnenäquator beispielsweise rotiert die Sonne in ungefähr 25 Tagen einmal um sich selbst. An den Polen hingegen langsamer, nämlich in bis zu 30 Tagen. Und die darunterliegenden Schichten drehen sich in einer noch mal anderen Geschwindigkeit. Sie brauchen etwa 27 Tage für eine Umrundung.
Dadurch entsteht eine Menge Reibung. Diese sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten aneinander vorbeischiebenden Zonen erzeugen ein Scherkraftgebiet, das man Sonnendynamo nennt.
Wird das Plasma aufgewühlt und herumwirbelt, wird das magnetische Feld geknickt und verdreht. Dies erzeugt die magnetischen Knoten, in denen sich gewaltige Energiemengen sammeln. Wenn diese Knoten sich sprunghaft lösen, spuckt die Sonne Plasma ins All. Und dies kann zu den oben beschriebenen Beeinträchtigungen elektronischer Systeme führen.
Unsere Sonne hat eine zyklische Aktivität.
Sonnenzyklus
Es überrascht dich vielleicht, aber unsere Sonnen hat eine zyklische Aktivität. Das bedeutet, dass es in regelmäßigen Abständen zu aktiven Phasen mit einer erhöhten Anzahl an Solar Flares und koronalen Massenauswürfen kommt.
Der Sonnenfleckenzyklus, wie man korrekt sagt, hat eine durchschnittliche Periode von 11,1 Jahre. Während beim zyklischen Minimum im monatlichen Durchschnitt 0 bis 20 Sonnenflecken gemessen werden, so sind es beim Maximum zwischen 80 und 300!
Der erste aufgezeichnete Zyklus begann im Januar 1745. Aktuell befinden wir uns im 25. Zyklus. Seit September 2020 steigt die Aktivität unserer Sonne wieder an. Man schätzt, dass das Maximum im Oktober 2024 erreicht worden ist und die Sonnenaktivität nun wieder langsam abnimmt.
Wie gefährlich sind Sonnenstürme?
Mittlerweile weißt du, dass Sonnenstürme kein Phänomen der Neuzeit sind. Seit es unsere Sonne gibt, ereignen es sich Eruptionen auf ihr. Für Tiere und Pflanzen stellen sie keine direkte Gefahr dar. Das Magnetfeld unserer Erde schützt uns vor der kosmischen Strahlung.
Im Gegensatz zu anderen Planeten unseres Sonnensystems besitzt unsere Erde ein aktives Magnetfeld und eine Atmosphäre. Beides schirmt kosmische Strahlung weitgehend ab und sorgt dafür, dass Leben auf der Erde überhaupt möglich ist.
Kosmische Strahlung ist eine hochenergetische Teilchenstrahlung, die für lebende Organismen ab einer bestimmten Dosis tödlich ist. Astronauten und Flugreisende in Polnähe sind dieser Strahlung stärker ausgesetzt als an jedem anderen Ort auf der Erde.
Gefährlich sind Sonnenstürme vor allem für Technik. Das Szenario am Anfang beschreibt mögliche Auswirkungen, wenn ein Sonnensturm auf das Erdmagnetfeld trifft. Dann nämlich entsteht ein geomagnetischer Sturm. Und dieser kann Dinge beschädigen oder sogar zerstören, auf die wir in unserem technologisierten Alltag nicht verzichten wollen oder können: Navigation, Stromnetz, Internet, Satelliten, etc.
Aber was genau ist ein geomagnetischer Sturm?
Bei einem geomagnetischen Sturm trifft die Schockwellenfront eines koronalen Massenauswurfs auf das Magnetfeld der Erde. Dabei wird das Magnetfeld in der Anfangsphase geschwächt. Nach etwa 12 Stunden erreicht es sein Minimum, bevor das Magnetfeld wieder zu seiner normalen Größe anwächst.
Die sich ändernden Magnetfeldlinien induzieren elektrische Ströme in der Erdkruste und in langen leitfähigen Strukturen wie Stromleitungen.
Bei einem geomagnetischen Sturm werden die Magnetfeldlinien des Erdmagnetfelds durch den einfallenden Sonnenwind zusammengedrückt und verbogen. Die sich ändernden Magnetfeldlinien induzieren elektrische Ströme in der Erdkruste und in langen leitfähigen Strukturen wie Stromleitungen und Pipelines.
Neben den oben erwähnten Schäden und Störungen gibt es auch natürliche Auswirkungen durch einen geomagnetischen Sturm. Polarlichter sind im Grunde nichts anderes als sichtbar gemachter Sonnenwind.
Bei einem geomagnetischen Sturm verschiebt sich die Grenze, in denen Polarlichter zu beobachten sind, weiter zum Äquator hin. Aus diesem Grund waren im Sommer 2024 Polarlichter auch in weiten Teilen Deutschlands zu beobachten.
Das Carrington-Ereignis
Noch nie gehört? Nicht schlimm. Beim Carrington-Ereignis handelt es sich um den bisher stärksten dokumentierten geomagnetischen Sturm auf der Erde.
Dieser ereignete sich im Jahr 1859. Polarlichter waren bis in den Süden Deutschlands zu sehen. Sogar in Rom und Kuba will man sie beobachtet haben. Telegrafensystem fielen aus, weil die induzierten Ströme die Leitungen zerstörten.
Die Wahrscheinlichkeit, von einem starken CME getroffen zu werden, wird auf 10 bis 12 Prozent je Jahrzehnt geschätzt.
Ein geomagnetischer Sturm von den Stärke des Carrington-Ereignisses wäre in der heutigen Zeit eine ernst zu nehmende Gefahr. Da unsere Zivilisation sehr von Technik abhängig ist, würde ein solcher geomagnetischer Sturm schwerwiegende Auswirkungen mit sich bringen.
Satellitensysteme würden ausfallen. Durch Transformatorbrände würden Stromkraftwerke zerstört werden, und monatelang für Energie-Engpässe sorgen. Besonders riskant wären Schäden an Kernkraftwerken. CME-bedingte Netzinstabilitäten können die Versorgung mit Kühlwasser und elektrischer Energie unterbrechen, was zu einer Gefährdung der Reaktorkühlung und schlimmstenfalls zu einem Reaktorunfall führen könnte.
Versorgung, Transport und Finanzsysteme wären massiv beeinträchtigt. Ohne Strom funktionieren keine Ernte- und Verarbeitungsmaschinen. Kommunikation, Krankenhaustechnik, Verkehr und Datenverarbeitung sind ohne Elektrizität nicht möglich. Und ohne genügend Strom wird es schwieriger neuen Strom herzustellen. Kurz gesagt: Die Schäden eines starken geomagnetischen Sturms wären folgenschwer und langanhaltend.
“Near Miss 2012”
2014 veröffentlichten NASA-Forschende Beobachtungsdaten der STEREO-Sonden (Sonden für die dreidimensionale Beobachtung von Sonneneruptionen). Demnach ist die Erde 2012 nur knapp einem geomagnetischen Sturm in der Stärke des Carrington-Ereignisses entgangen.
Hätte die Schockfront die Erde getroffen, wäre es dabei zu ernsthaften Ausfällen elektronischer Geräte und technischer Infrastruktur gekommen, mit geschätzten Schäden im Wert von 2,6 Billionen Dollar allein in den USA. Man nimmt an, dass eine Reparatur aller Schäden vier bis zehn Jahre gedauert hätte.
Die Wahrscheinlichkeit, von einem starken CME wie dem vom Carrington-Ereignis getroffen zu werden, wird auf 10 bis 12 Prozent je Jahrzehnt geschätzt!
Vorhersage, Schutz und Maßnahmen
Bevor du jetzt in Panik verfällst und du über einen Bunker in deinem Garten nachdenkst: Es gibt allerhand Satelliten, die das Weltraumwetter überwachen. Und auch zukünftige Entwicklungen sollen helfen, eine bessere Vorhersage von Sonnenstürmen zu machen.
SOHO (Solar and Heliospheric Observatory): SOHO ist ein auf die Sonne ausgerichteter Satellit im Halo-Orbit vom Erd-Lagrange-Punkt 1. Seit den 1990er Jahren liefert SOHO Daten über Sonnenwind, Korona und die Sonnenoberfläche. Die Mission wurde immer wieder verlängert. Aktuell ist ihr Ende für 2025 angekündigt.
NASA SDO (Solar Dynamics Observatory): Dieser Satellit beobachtet seit 2010 die Sonne in Echtzeit. SDO soll die Messungen von SOHO fortführen.
ESA Vigil: Ein geplanter europäischer Satellit zur frühzeitigen Erfassung von koronalen Massenauswürfen. Ein Start ist für 2031 geplant. Vigil soll auf Lagrange-Punkt 5 platziert werden. Durch diese Position bliebe der Erde im Falle eines starken CME mehr Zeit als bisher, um Vorkehrungen zu treffen.
NOAA & SWPC (Space Weather Prediction Center): Ein Prognosezentrum für Weltraumwetter. Es ist Teil der Wetterbehörde der USA und überwacht und prognostiziert fortwährend die Bedingungen im erdnahen Weltraum. Es bietet Echtzeitüberwachung und Vorhersage von solaren und geophysikalischen Ereignissen und entwickelt Vorhersagemethoden für solare und geophysikalische Störungen.
Im Falle eines starken CME stützen sich betroffene Behörden und Industrien auf die Daten, die Satelliten liefern.
DSCOVR (Deep Space Climate Observatory): Ein Weltraumobservatorium, das primär zur Überwachung des Sonnenwinds und dessen Auswirkungen auf die Erde dient. Der Satellit befindet sich am Lagrange-Punkt 1, etwa 1,6 Millionen Kilometer von der Erde entfernt zwischen Sonne und Erde, und liefert Echtzeitdaten zum Sonnenwind.
Nicht mehr im Dienst sind die beiden STEREO-Sonden. Sie sorgten für die dreidimensionale Beobachtung von Sonneneruptionen und lieferten wichtige Erkenntnisse über unseren Stern. 2018 brach der Kontakt zu STEREO B ab.
Technische Maßnahmen
Im Falle eines starken CME stützen sich betroffene Behörden und Industrien auf die Daten, die die Satelliten liefern. Beim Space Weather Prediction Center sind es vorrangig US-amerikanische Firmen und Einrichtungen, wie die Stromnetz-Infrastruktur, die kommerzielle Luftfahrt, das Verkehrsministerium (Nutzung von GPS) oder die bemannte und unbemannte Raumfahrt der NASA.
Maßnahmen im Falle eines geomagnetischen Sturms wären demnach ein Herunterfahren von Stromnetze, ein Aussetzen von Flügen, der Wechsel von Satelliten in den »Safe Mode«, Notfallpläne gegen Blackouts (Informieren der Bevölkerung, Sicherung der Wasserversorgung, etc.).
Aber auch gemeinsame Pläne und Vorsorgemaßnahmen aller Nationen sind sinnvoll. Das reicht vom Daten-Sharing der Raumfahrtagenturen über Forschung bis hin zu immer präziseren Voraussagen. In diesen Dingen stehen wir allerdings noch ganz am Anfang, doch inzwischen hat man die Wichtigkeit solcher Maßnahmen erkannt. Denn fest steht: Der nächste starke Sonnensturm wird kommen. Die Frage ist nur, wann?
Fazit
Sonnenstürme sind so faszinierend wie beunruhigend. Diese kosmischen Phänomene sind natürliche Erscheinungen unseres Sterns. Auch wenn Solar Flares und koronale Massenauswürfe uns Menschen direkt nichts anhaben können, weil unser Magnetfeld uns vor der Strahlung schützt, unsere Technik ist sehr wohl anfällig dafür.
Aus diesem Grund wird viel Geld in Forschung und Überwachung der Sonne investiert, um starke Sonnenstürme besser voraussehen zu können. Gleichzeitig muss es klare und geregelte Abläufe bei Behörden und Industrien geben, um beim Eintreffen einer solaren Schockfront, relevante Systeme zu schützen.
Mit sinnvoll eingesetzter Technik können Sonnenstürme vorausgesehen werden.
Du siehst, Sonnenstürme sind keine Erfindung der Science-Fiction (wie in meinem Roman RESONANZ), sondern ein real existierendes kosmisches Phänomen, welches gravierende Auswirkungen auf unsere Zivilisationen haben kann.
Deshalb ist es wichtig, weiterhin in Forschung und Entwicklung zu investieren, genauso wie in Prävention und Aufklärung der Bevölkerung. Mit sinnvoll eingesetzter Technik können Sonnenstürme allerdings vorausgesehen werden. Geeignete Maßnahmen können ergriffen werden, um diese Ereignisse für unsere Technik weniger gefährlich zu machen. Und somit auch uns.
Mehr über Sonnenstürme und ihre Auswirkungen auf unseren Alltag erfährst du in meinem aktuellen Hard-Science-Fiction-Roman »RESONANZ«.
Dein Ryan
Ein unbekanntes Signal. Auf unserem Mond!
Als die Artemis 5-Mission einen Tiefen-Scan auf der Mondoberfläche durchführt, kommt es zu einem folgenschweren Zwischenfall. Durch einen unvorhergesehenen Sonnensturm bricht der Kontakt zu den NASA-Astronauten auf der Oberfläche und zum Lunar Gateway ab. Auf der Erde beginnt ein Wettlauf gegen die Zeit.
Ryan Rockwell schreibt Science-Fiction.
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