- Ein CME ist eine enorme Wolke aus Plasma und Magnetfeld, die Milliarden Tonnen Materie transportiert.
- Anders als ein Sonnenflare ist ein Flare Licht und Strahlung, ein CME ist Materie und braucht Stunden bis Tage.
- CMEs sind die Hauptursache geomagnetischer Stürme, aber nur wenn sie auf die Erde zielen und das Magnetfeld günstig steht.
- Forscher verfolgen CMEs mit Koronographen und Raumfahrzeugen und bewerten Stürme nach NOAA G1 bis G5.
- Ihre Häufigkeit folgt dem elfjährigen Sonnenzyklus, die meisten CMEs erreichen die Erde nicht.
Wenn Sie Weltraumwetter verfolgen, begegnet Ihnen oft der Begriff koronaler Massenauswurf, meist abgekürzt CME. Das klingt technisch, ist aber leicht zu verstehen. Ein CME ist eine gewaltige Blase heißer, elektrisch geladener Gase, also Plasma, zusammen mit mitgeführtem Magnetfeld, die von der Sonnenkorona ins All geschleudert wird. Trifft eine solche Wolke die Erde, ist sie die häufigste Ursache für geomagnetische Stürme.
Was ein koronaler Massenauswurf ist
Die Sonne ist keine ruhige, feste Kugel. Sie besteht aus Plasma, dem sogenannten vierten Aggregatzustand, in dem Atome in geladene Teilchen zerfallen und stark auf Magnetfelder reagieren. Mächtige, sich ständig verändernde Magnetfelder halten dieses Plasma normalerweise an Ort und Stelle. Ein CME entsteht, wenn diese magnetische Spannung plötzlich nachlässt und große Mengen Plasma mitgerissen werden. Dann schiebt eine Blase aus geladenem Gas und Feld heraus in das Sonnensystem.
Wie CMEs entstehen
Die treibende Kraft ist das Magnetfeld der Sonne. Besonders in aktiven Regionen mit vielen Sonnenflecken können Magnetfeldlinien stark verdrillt werden. Solche Strukturen, oft als Flussseile bezeichnet, halten Filamente oder Protuberanzen über der Oberfläche fest. Reißt die magnetische Struktur um, wird gespeicherte Energie schlagartig freigesetzt und das gebundene Plasma fortgeschleudert. Manche Ausbrüche kommen aus ruhigen Regionen, doch viele starten über aktiven Flecken.
Unterschied zu Sonneneruptionen und Ankunftszeiten
Ein Sonnenflare ist ein plötzlicher Ausbruch von Licht und Strahlung, der sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet und die Erde in etwa acht Minuten erreicht. Ein CME ist Materie, deutlich langsamer, und braucht je nach Geschwindigkeit etwa 14 bis 18 Stunden bis mehrere Tage bis zur Erde. Sehr schnelle, erdgerichtete CMEs können in weniger als einem Tag eintreffen, langsamere brauchen Tage. Beim Durchgang kann ein CME viele Stunden bis mehr als einen Tag lang Einfluss auf die Magnetosphäre haben.
Beobachtung, Wirkung und Vorhersage
Wissenschaftler verwenden Koronographen, die die helle Sonnenscheibe ausblenden und so die schwache Korona sichtbar machen. Aus Bildern mehrerer Raumsonden lassen sich Größe, Geschwindigkeit und Richtung bestimmen. Erscheint ein CME als rundes Halo um die Sonne, deutet das auf einen erdgerichteten Ausbruch hin. Entscheidend für geomagnetische Auswirkungen ist die Ausrichtung des eingebetteten Magnetfelds. Steht es gegen das Erdmagnetfeld, koppelt es stark und löst Stürme aus. Mögliche Folgen sind Polarlichter, Störungen bei Funk, Satelliten und Navigation sowie in extremen Fällen Induktionen in Stromnetzen. NOAA bewertet Stürme auf der Skala G1 bis G5.
Häufigkeit und Fazit
CMEs gehören zum normalen Verhalten der Sonne und folgen dem etwa elfjährigen Aktivitätszyklus. In Sonnenminimumzeiten gibt es wenige, in Sonnenmaximumphasen mehrere am Tag. Die meisten CMEs treffen die Erde nicht, doch wenn sie uns erreichen und das Magnetfeld günstig steht, sind sie der Hauptauslöser geomagnetischer Stürme. Wer Raumwetter verfolgt, gewinnt mit diesem Wissen klarere Erwartungen zu Vorhersagen und Unsicherheiten.
Quellen
- NOAA Space Weather Prediction Center: https://www.swpc.noaa.gov/news/coronal-mass-ejections-cme-space-weather-phenomena
- NOAA Space Weather Prediction Center: https://www.swpc.noaa.gov/news/what-coronal-mass-ejection-cme
- NASA Science: https://science.nasa.gov/sun/solar-storms-and-flares/
- NASA Scientific Visualization Studio: https://svs.gsfc.nasa.gov/11667/
- NASA: https://www.nasa.gov/image-article/what-coronal-mass-ejection-or-cme/
- NOAA SWPC Skalen: https://www.swpc.noaa.gov/noaa-scales-explanation
