Neue Forschungsergebnisse bestätigen, wie Partikel aus dem Weltraum in die Erdatmosphäre geschleudert werden können, um die Aurora zu erzeugen, und füllen ein fehlendes Stück bei der Entstehung dieses atemberaubenden Naturphänomens aus. Terry Zaperach/NASA, CC BY-SA

Der Sonnenzyklus 2022 des Jahres 25 beginnt mit Stil. Unsere Sonne hat einen Aktivitätszyklus und je aktiver sie wird, desto häufiger werden Nordlichter (und Südlichter) gesichtet. Das ist es, was diesen Winter passiert.

Unsere Sonne emittiert nicht nur Sonnenlicht, sondern hat auch eine sich ausdehnende Atmosphäre aus geladenen Teilchen und Magnetfeldern. Dieser Hochgeschwindigkeits-Sonnenwind weht über die Erde, aber die Erde hat ihr eigenes Magnetfeld (stellen Sie sich einen großen Stabmagneten vor, dessen Pole grob auf den geografischen Norden und Süden ausgerichtet sind) und dies kann den Sonnenwind ablenken. Diese magnetische Barriere ist an den Polen des „Stabmagneten“ am schwächsten, so dass wir dazu neigen, Polarlichter in hohen Breiten zu sehen. Je größer der Weltraumwettersturm, desto tiefer geladene Teilchen können das Magnetfeld der Erde durchdringen, so dass bei intensiven Ereignissen die Nordlichter entstehen sind in niedrigeren Breiten zu sehen.

Im Jahr 2022 haben wir an mehr Orten als in ganz Großbritannien üblich einige spektakuläre Polarlicht-Displays gesehen, Naturlicht-Displays am Himmel. Der UK Met-Büro verfolgt einen koronalen Massenauswurf (eine plötzliche Freisetzung von energetisch geladenen Teilchen und Magnetfeldern), der die Sonne am 29. Januar verließ und am 1. Februar über Nacht auf der Erde ankam, sodass wir Anfang Februar einige schöne Polarlichter in Nordschottland sehen können.

Nordlichter werden diesen Winter auch in Nordengland gesichtet, was ein verräterisches Zeichen für zunehmende Sonnenaktivität ist.


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Warum passiert das jetzt?

Sonneneruptionen brechen von der Oberfläche der Sonne aus und breiten sich nach außen aus koronale Massenauswürfe zur Verbesserung der Gesundheitsgerechtigkeit tragen Energie sowohl in ihren geladenen Teilchen als auch in ihren Magnetfeldern. Wenn ein koronaler Massenauswurf mit der Erde kollidiert, interagiert er mit dem Magnetfeld der Erde und treibt einen geomagnetischen Sturm an.

Die Erde hat ein ungefähr dipolares Magnetfeld mit einem vom Sonnenwind ausgebreiteten Schweif und mit den Polen in der Nähe der geografischen Nord- und Südpole, und in diesen hohen Breiten können die geladenen Teilchen reisen, um die Erdatmosphäre zu erreichen noch einfacher.

Geladene Teilchen treffen auf die obere Atmosphäre (Ionosphäre), bringen sie zum Leuchten und erzeugen ein wunderschönes Display. die Aurora Borealis oder Nordlichter. Dies sind nicht nur schöne Displays, diese extremen Weltraumwetterereignisse können eine Vielzahl von Systemen beeinflussen, von Stromversorgungen, Luftfahrt, Satelliten und Funkkommunikation.

Weltraumwetter

Diese können unerwünschte Ströme in jedem Stromnetz induzieren und Schäden und im Extremfall Stromausfälle verursachen. Die Ionosphäre wird ebenfalls gestört, was die Kommunikation beeinträchtigt, und weiter draußen im Weltraum, wo die Umgebung geladener Teilchen stärker energetisiert wird und Satelliten beschädigen kann.

Die Sonne hat einen Aktivitätszyklus, in aktiven Jahren sind Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe häufig, während sie in ruhigen Jahren selten auftreten. Die Sonnenzyklen sind im Durchschnitt etwa 11 Jahre lang, variieren aber tatsächlich sowohl in der Dauer als auch im Aktivitätsniveau. Es ist möglich, das Niveau der Sonnenaktivität zu verfolgen, indem man Sonnenflecken zählt – dunkle Flecken auf der Sonnenoberfläche, die mit dem wahrscheinlichen Auftreten von Sonneneruptionen korrelieren. Die letzten Jahre waren eine Zeit geringer Aktivität, und Ende 2019 wurde das Sonnenminimum – das Minimum in der Anzahl der Sonnenflecken – beobachtet.Nordlichter2 2 4 Solaruhr. Chapman et al., Geophysikalische Forschungsbriefe (2020), Autor zur Verfügung gestellt

Wir befinden uns jetzt in der aufsteigenden Phase des neuen Sonnenaktivitätszyklus, da die Anzahl der täglich sichtbaren Sonnenflecken stetig zunimmt. Wir können auch eine zunehmende Sonneneruptionsaktivität beobachten. Es gibt drei Kategorien von Sonneneruptionen, gemessen an ihren Röntgenemissionen: Fackeln der X-Klasse sind groß; sie sind wichtige Ereignisse, die ausgelöst werden können kontinentale Funkausfälle und stadtweite Stromausfälle. Fackeln der M-Klasse sind mittelgroß; Sie können kurze Funkausfälle verursachen, die die Polarregionen der Erde betreffen. Fackeln der C-Klasse sind klein und haben hier auf der Erde nur wenige merkliche Folgen.

Am 9. Oktober brach eine Sonneneruption der Klasse M aus und schickte einen koronalen Massenauswurf, der am 12. Oktober die Erde traf und einen mäßigen geomagnetischen Sturm auslöste. Auf November 3 und 4, haben wir den stärksten geomagnetischen Sturm gesehen, der seit September 2017 auf der Erde eingeschlagen ist.

Da jeder Sonnenzyklus sowohl in seiner Dauer als auch in seinem Aktivitätsniveau einzigartig ist, ist es schwierig vorherzusagen, wie aktiv die nächste Phase des neuen Sonnenzyklus sein wird. Kürzlich hat die Forschung diesen unregelmäßigen zeitlichen Zyklus abgebildet eine einheitliche Sonnenuhr, dargestellt in der Grafik oben.

Wir können von der Sonnenuhr ablesen, um zu sehen, wo (oder wann) wir uns im Sonnenzyklus befinden, und so auch Touristen helfen planen ihren nordischen Urlaub, um das Nordlicht zu sehen, könnte diese Grafik auch Stromnetzbetreibern helfen, die kritische Wartungsarbeiten während Zeiten ruhigen Weltraumwetters planen müssen.Das Gespräch

Über den Autor

Sandra C. Chapman, Direktor, Zentrum für Fusion, Weltraum und Astrophysik, University of Warwick

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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