Für Aditya-L1, Indiens erste Sonnenbeobachtungsmission im Weltraum, wird das Jahr 2026 eine besondere Bedeutung haben. Zum ersten Mal wird das Observatorium, das im vergangenen Jahr in den Orbit gebracht wurde, in der Lage sein, die Sonne während ihres maximalen Aktivitätszyklus zu beobachten.
Dieser Zyklus tritt in etwa alle 11 Jahre auf, wenn sich die magnetischen Pole der Sonne umkehren – vergleichbar mit einem Tausch der geografischen Nord- und Südpolen der Erde.
Diese Phase ist geprägt von großer Unruhe und markiert den Übergang der Sonne von einer ruhigen zu einer stürmischen Phase. Sie ist durch einen enormen Anstieg der Anzahl von Sonnenstürmen und koronalen Massenauswürfen (CMEs) gekennzeichnet – massive Blasen aus Feuer, die aus der äußersten Schicht der Sonne, der Korona, herausdringen.
Eine CME besteht aus geladenen Teilchen, die bis zu eine Billion Kilogramm wiegen und Geschwindigkeiten von bis zu 3.000 km pro Sekunde (1.864 Meilen) erreichen können. Sie kann in jede Richtung fliegen, auch in Richtung Erde. Mit maximaler Geschwindigkeit würde eine CME 15 Stunden benötigen, um die 150 Millionen Kilometer bis zur Sonne zurückzulegen.
„In normalen oder Phasen niedriger Aktivität stößt die Sonne täglich zwei bis drei CMEs aus“, sagt Prof. R. Ramesh vom Indian Institute of Astrophysics (IIA). „Im nächsten Jahr erwarten wir, dass es täglich zehn oder mehr sein werden.“
Prof. Ramesh ist der Hauptforscher des Visible Emission Line Coronagraph (Velc), dem wichtigsten von sieben wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Aditya-L1, und überwacht eng die Daten, die es sammelt.
Die Untersuchung von CMEs ist eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von Indiens erster Sonnenmission, erklärt er. Das liegt zum einen daran, dass die Auswürfe eine Gelegenheit bieten, über den Stern im Zentrum unseres Sonnensystems zu lernen, und zum anderen, weil Aktivitäten auf der Sonne die Infrastruktur sowohl auf der Erde als auch im Weltraum gefährden.
Obwohl CMEs selten eine direkte Bedrohung für das menschliche Leben darstellen, beeinflussen sie dennoch das Leben auf der Erde, indem sie geomagnetische Stürme verursachen, die das Wetter im nahen Weltraum beeinträchtigen, wo sich fast 11.000 Satelliten, darunter 136 aus Indien, befinden.
„Die schönsten Manifestationen einer CME sind die Aurora, die ein deutliches Beispiel dafür ist, dass geladene Teilchen von der Sonne zur Erde reisen“, erklärt Prof. Ramesh. „Aber sie können auch dazu führen, dass die Elektronik eines Satelliten versagt, Stromnetze ausfallen und Wetter- sowie Kommunikationssatelliten beeinträchtigt werden.“
Der stärkste jemals aufgezeichnete Sonnensturm war das Carrington-Ereignis von 1859, das die Telegraphenleitungen weltweit lahmlegte. Neuere Ereignisse wurden 1989 aufgezeichnet, als ein Teil des Stromnetzes von Quebec ausfiel und sechs Millionen Menschen neun Stunden lang ohne Strom waren. Im November 2015 führte solarer Aktivität zu Störungen im Flugverkehr, was in Schweden und einigen anderen europäischen Flughäfen chaotische Zustände zur Folge hatte.
Im Februar 2022 berichtete die NASA, dass eine CME zum Verlust von 38 kommerziellen Satelliten geführt hatte.
Prof. Ramesh sagt, dass, wenn wir in der Lage sind, die Vorgänge in der Korona der Sonne zu beobachten und einen Sonnensturm oder eine koronale Massenauswerfung in Echtzeit zu erkennen, sowie deren Temperatur am Ursprungsort zu messen und ihre Flugbahn zu beobachten, dies als Vorwarnung dienen kann, um Stromnetze und Satelliten abzuschalten und sie aus der Gefahrenzone zu bringen.
Es gibt andere Sonnenmissionen, die die Sonne beobachten, aber Aditya-L1 hat im Vergleich zu anderen wie dem Solar and Heliospheric Observatory, das von der NASA und der Esa (Europäische Weltraumorganisation) gemeinsam gesendet wurde, Vorteile in Bezug auf die Beobachtung der Korona.
„Der Koronograph von Aditya-L1 hat die exakt passende Größe, die es ihm ermöglicht, fast wie der Mond zu fungieren, indem er die Photosphäre der Sonne vollständig abdeckt und einen ununterbrochenen Sicht auf nahezu die gesamte Korona 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr, selbst während Eklipsen und Okultationen, bietet“, sagt Prof. Ramesh.
Mit anderen Worten, der Koronograph fungiert wie ein künstlicher Mond, der die helle Oberfläche der Sonne blockiert, sodass Wissenschaftler kontinuierlich ihre schwache äußere Korona beobachten können – etwas, das der echte Mond nur während Eklipsen tun kann.
Diese Mission ist außerdem die einzige, die Eruptionen in sichtbarem Licht untersuchen kann, was es ermöglicht, die Temperatur und die Wärmeenergie einer CME zu messen – entscheidende Hinweise darauf, wie stark eine CME wäre, wenn sie auf die Erde zufliegt, sagt Prof. Ramesh.
Um sich auf die Hochphase der Sonnenaktivität im nächsten Jahr vorzubereiten, hat das IIA in Zusammenarbeit mit der NASA die Daten untersucht, die von einer der größten CMEs gesammelt wurden, die Aditya-L1 bis jetzt aufgezeichnet hat.
Diese entstand am 13. September 2024 um 00:30 GMT, erklärt Prof. Ramesh. Ihre Masse betrug 270 Millionen Tonnen – zum Vergleich, der Eisberg, der die Titanic versenkte, wog 1,5 Millionen Tonnen. Bei Herkunft betrug ihre Temperatur 1,8 Millionen Grad Celsius und der Energiegehalt entsprach 2,2 Millionen Megatonnen TNT – zur Veranschaulichung, die Atombomben von Hiroshima und Nagasaki hatten jeweils 15 und 21 Kilotonnen.
Obwohl die Zahlen sehr groß erscheinen, beschreibt Prof. Ramesh dies als „mittelgroß“. Der Asteroid, der die Dinosaurier auf der Erde auslöschte, wog 100 Millionen Megatonnen, und während des maximalen Aktivitätszyklus der Sonne, so sagt er, könnten wir CMEs mit einem Energiegehalt sehen, der sogar mehr als das entspricht.
„Ich betrachte die CME, die wir untersucht haben, als ein Ereignis, das stattfand, als die Sonne sich in der normalen Aktivitätsphase befand. Jetzt setzen wir den Maßstab, den wir verwenden werden, um zu bewerten, was uns beim maximalen Aktivitätszyklus erwartet“, sagt er.
„Die Erkenntnisse daraus werden uns helfen, Gegenmaßnahmen zu entwickeln, um Satelliten im nahen Weltraum zu schützen. Sie werden uns außerdem ein besseres Verständnis des erdnahen Weltraums vermitteln“, fügt er hinzu.
