Im November stiegen die Strahlenbelastungen in der Erdatmosphäre auf den höchsten Stand seit fast 20 Jahren, nachdem eine seltene Sonnen-Superflare die Erde mit Hochgeschwindigkeits-Teilchen von der Sonne bombardiert hatte. Die Sonnenflare, ein extrem heller Lichtblitz, brach am 11. November aus dem Sonnenfleck AR4274 hervor. Die als kraftvolles X5.1 klassifizierte Flare folgte auf eine Reihe milderer Flares und koronaler Massenauswürfe (CMEs), die Himmelsbeobachtern atemberaubende Auroradarstellungen bis nach Florida boten.
Diese X-Klasse-Flare war nicht nur die intensivste Sonnenflare des Jahres 2025, sondern entlud auch einen Strom von Hochgeschwindigkeits-Protonen und anderen energetischen Teilchen auf die Erde, was nur bei wenigen Sonnenflares der Fall ist. In diesem Jahr trafen etwa 20 X-Flares auf die Erde — jedoch war nur die vom 11. November mit dem Hochgeschwindigkeits-Protonenstrom verbunden. An diesem Tag, als bodengestützte Überwachungsgeräte erhöhte Strahlenwerte zeigten, ließen die Forscher mehrere stratosphärische Ballons mit Sensoren steigen, um zu beobachten, wie sich die Strahlenwerte in der Atmosphäre entwickelten.
Sie stellten fest, dass in Höhenlagen, in denen die meisten Verkehrsflugzeuge fliegen — etwa 40.000 Fuß (12 Kilometer) — die Strahlenbelastung kurzfristig auf das Zehnfache des normalen Hintergrunds durch kosmische Strahlung anstieg. Wenn eine schwangere Frau über mehr als 12 Stunden solch hohen Strahlenwerten ausgesetzt wäre, würde sie die offiziell als sicher für einen Fötus geltende Grenze überschreiten. Glücklicherweise war in diesem Fall das Schlimmste nach etwa zwei Stunden vorbei, wie Benjamin Clewer, ein Forscher für Weltraumwetter an der University of Surrey im Vereinigten Königreich, mitteilte. „Typischerweise erreichen solche Ereignisse ihren Höhepunkt zu Beginn und das kann nur etwa eine halbe Stunde dauern“, erklärte Clewer gegenüber Space.com. „In diesem Fall endete das Ereignis offiziell nach 15 Stunden, aber nur die ersten zwei Stunden waren signifikant.“
Koronale Massenauswürfe stoßen auch Wolken von energetischen Teilchen in den interplanetaren Raum aus. Diese Teilchen, die in Wolken aus magnetisiertem Plasma enthalten sind, benötigen Tage, um die Erde zu erreichen. Die Protonen, die durch eine Sonnenflare freigesetzt werden, reisen jedoch nahezu mit Lichtgeschwindigkeit und treffen innerhalb von Minuten ein, sagte Clewer.
Wenn diese energetischen Protonen auf die obere Erdatmosphäre treffen, interagieren sie mit Luftmolekülen und lösen Regenschauer von sekundären, weniger energetischen Teilchen wie Neutronen, Myonen und Elektronen aus. Solche Teilchen fallen kontinuierlich auf die Erdoberfläche, als Ergebnis des Beschusses, dem unser Planet aufgrund kosmischer Strahlen aus den entferntesten Regionen der Galaxie ausgesetzt ist. Doch wenn ein Strom von Sonnenprotonen ankommt, steigen die Strahlenwerte auf der Erdoberfläche und um den Planeten herum plötzlich an. Dieses Phänomen wird als Ground Level Event (GLE) bezeichnet und ist relativ selten. Tatsächlich wurden seit Beginn der Messungen in den 1940er Jahren nur 77 solcher GLEs registriert, so Clewer.
Wissenschaftler verstehen nicht, warum einige Sonnenflares GLEs verursachen und andere nicht, und können daher nicht vorhersagen, wann es zu einem Anstieg der Strahlenbelastung kommt. „Wir verstehen die Physik dahinter nicht gut genug, um zu sagen, warum einige Sonnenflares diese wirklich hochgeschwindigkeits Teilchen ausstoßen und andere nicht“, erklärte Clewer, dessen Team Messungen des Ereignisses vornahm, die dessen Intensität offenbarten.
Der GLE am 11. November war jedoch nur ein mildes Beispiel für das, was die Sonne zu leisten imstande ist. Das intensivste GLE, das jemals nachgewiesen wurde, geschah 1956 und war sechzig Mal intensiver. Sogar noch stärkere GLEs, die über eintausendmal so intensiv sind wie das GLE vom 11. November, sind möglich, wie durch Radioisotopenuntersuchungen in Baumringen belegt wird.
Die GLEs sind nicht nur potenziell gefährlich für die menschliche Gesundheit (neben dem Risiko für ungeborene Babys erhöht die Strahlenbelastung das Krebsrisiko bei allen Menschen), sondern sie können auch die Elektronik von Flugzeugen schwer beschädigen. Nur zwei Wochen vor dem GLE vom 11. November erlebte ein JetBlue-Airbus, der über Florida flog, einen plötzlichen Höhenverlust, der später möglichen Fehlfunktionen der Bordelektronik zugeschrieben wurde, die durch hochenergetische Teilchen aus dem Weltraum verursacht wurden. Forscher sind besorgt, dass ein vollwertiger GLE die Bordelektronik von Flugzeugen massiv stören könnte, was die Risiken gefährlicher Situationen an Bord von Hunderten oder möglicherweise sogar Tausenden von Flügen erhöhen würde. Der Vorfall mit JetBlue führte zu mehreren Verletzungen bei Passagieren, die medizinisch versorgt werden mussten.
„Die Piloten könnten gleichzeitig unterschiedliche Alarme im Cockpit hören“, sagte Clewer. „Sie müssten vielleicht verschiedene Geräte ausschalten und zurücksetzen. Im schlimmsten Fall müssten sie manuell fliegen.“
Die Forscher setzen sich dafür ein, dass sämtliche Flugzeuge mit Strahlenmonitoren ausgestattet werden, um den Piloten zu helfen, die Situation zu verstehen. Während schwerer Strahlenereignisse sind auch die Funkverbindungen, die die Kommunikation mit der Bodenstation ermöglichen, wahrscheinlich gestört, was die Piloten daran hindert, den Grund für die Probleme zu erfahren. Da GLEs plötzlich auftreten und nicht vorhergesagt werden können, werden viele Flugzeuge von diesen Ereignissen während des Fluges überrascht.
„Wenn Sie in der Luft sind und noch mit der Luftverkehrskontrolle kommunizieren können, könnten Sie in eine niedrigere Höhe absteigen oder Ihre Breitengrad ändern“, sagte Clewer. „Aber es besteht die Möglichkeit, dass die Piloten nicht in der Lage sind, über Funk zu sprechen und alle anderen Maßnahmen darüber hinaus ergreifen müssen.“
