Wie ‘Weltraum-Tornados’ geomagnetische Stürme verursachen können

LONDON (IT BOLTWISE) – Neue Erkenntnisse über ‘Weltraum-Tornados’ könnten unser Verständnis von geomagnetischen Stürmen revolutionieren. Diese Phänomene, die durch Eruptionen der Sonne entstehen, sind schwer zu untersuchen, könnten aber erhebliche Auswirkungen auf die Erde haben.

Die Vorhersage von Wetterereignissen auf der Erde ist eine etablierte Wissenschaft, die auf komplexen Computersimulationen basiert. Doch wenn es um die Vorhersage von Weltraumwetter geht, wird die Sache deutlich komplizierter. Hierbei müssen die Sonne, die Planeten und der riesige leere Raum dazwischen in einer virtuellen Umgebung simuliert werden, um die Berechnungen durchzuführen.

Weltraumwetter unterscheidet sich grundlegend von den Stürmen, die wir auf der Erde erleben. Diese Ereignisse gehen von der Sonne aus, die geladene Teilchen und Magnetfelder ausstößt. Die mächtigsten dieser Ereignisse werden als interplanetare koronale Massenauswürfe (CMEs) bezeichnet, die mit Geschwindigkeiten von bis zu 2.897 Kilometern pro Sekunde reisen können. Ein einzelner CME könnte eine Materialmasse, die der aller Großen Seen entspricht, in weniger als zwei Sekunden von New York City nach Los Angeles transportieren.

Wenn diese CMEs die Erde treffen, können sie geomagnetische Stürme verursachen, die sich am Himmel als wunderschöne Polarlichter manifestieren. Diese Stürme können jedoch auch wichtige technologische Infrastrukturen beschädigen, indem sie den Stromfluss im Stromnetz stören und Transformatoren überhitzen und ausfallen lassen.

Um besser zu verstehen, wie diese Stürme so viel Schaden anrichten können, hat unser Forschungsteam Simulationen erstellt, die zeigen, wie Stürme mit dem natürlichen Magnetfeld der Erde interagieren und die gefährlichen geomagnetischen Aktivitäten auslösen, die Stromnetze lahmlegen können. In einer Studie, die im Oktober 2025 im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, modellierten wir eine der Quellen dieser geomagnetischen Stürme: kleine, tornadoähnliche Wirbel, die von einer Eruption der Sonne abgespalten werden. Diese Wirbel werden als Flussseile bezeichnet, und Satelliten hatten zuvor kleine Flussseile beobachtet – unsere Arbeit half jedoch, zu enthüllen, wie sie entstehen.

Die Herausforderung bestand darin, dass unser Team im Sommer 2023 mit der Forschung begann, als einer von uns, ein Experte für Weltraumwetter, Unstimmigkeiten in den Beobachtungen des Weltraumwetters bemerkte. Diese Arbeit hatte geomagnetische Stürme festgestellt, die in Zeiten auftraten, in denen keine Sonneneruptionen vorhergesagt wurden, die die Erde treffen würden. Verwirrt wollte der Weltraumwetterexperte wissen, ob es Weltraumwetterereignisse geben könnte, die kleiner als koronale Massenauswürfe sind und nicht direkt von Sonneneruptionen ausgehen.

Ein Beispiel für solche kleineren Weltraumwetterereignisse ist ein magnetisches Flussseil – Bündel von Magnetfeldern, die wie ein Seil umeinander gewickelt sind. Seine Entdeckung in Computersimulationen von Sonneneruptionen würde darauf hindeuten, wo diese Weltraumwetterereignisse entstehen könnten. Anders als bei Satellitenbeobachtungen kann man in Simulationen die Zeit zurückdrehen oder ein Ereignis stromaufwärts verfolgen, um zu sehen, wo es seinen Ursprung hat.

Der nächste Schritt besteht darin, zu simulieren, wie solche tornadoähnlichen Merkmale im Sonnenwind unseren Planeten und unsere Infrastruktur beeinflussen könnten. Das Beobachten dieser Flussseile in der Simulation, die sich so schnell bilden und auf die Erde zubewegen, war aufregend, aber auch besorgniserregend. Es war aufregend, weil diese Entdeckung uns helfen könnte, besser auf zukünftige extreme Weltraumwetterereignisse vorbereitet zu sein. Gleichzeitig war es besorgniserregend, weil diese Flussseile in den heutigen Weltraumwetterüberwachungen nur als kleiner Punkt erscheinen würden.

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