Wien/Washington/Graz - Zwölf Sekunden. So lange dauert es, bis ein neues Bild der Sonne erscheint: Eine Eruption schleudert gewaltige Strahlungs- und Partikelströme in den Weltraum. Die österreichische Astronomin Karin Muglach vom NASA Goddard Space Flight Center in Maryland (USA) stellt die Bilder zu einem kleinen Film zusammen. Der Satellit, der ihr die Bilder liefert, das Solar Dynamics Observatory (SDO), befindet sich seit zwei Jahren in einer geosynchronen Umlaufbahn, die ihm erlaubt, die Sonne kontinuierlich zu beobachten. Ein Terabyte an Informationen sammelt er jeden Tag.

Muglach beobachtet, wie sich die Magnetfelder entwickeln, führt Berechnungen durch, fragt sich, was als nächstes passieren wird. Für das vergangene Jahr bzw. heuer wurde mit einem Maximum der üblicherweise einem elfjährigen Zyklus unterworfenen Sonnenaktivität gerechnet. Warum der aktuelle Sonnenzyklus allerdings von unerwartet geringer Aktivität geprägt, untersucht das Projekt "MiniMax24" unter Grazer Leitung. Muglach sieht im Moment gar Anzeichen, dass das Elfjahreshoch sogar schon überschritten ist".

Als Ausländerin "bei vielen Dingen draußen"

Karin Muglach beobachtet die Sonne seit vielen Jahren. Geboren in Fürstenfeld (Steiermark), studierte sie Astronomie in Graz und spezialisierte sich auf Solarphysik. Vor zehn Jahren ging Muglach in die USA, arbeitete zunächst für das Naval Research Laboratory (NRL) in Washington DC. Das war keine einfache Aufgabe für einen Nicht-US-Bürger. "Aus Sicherheitsgründen musste ich bei vielen Dingen draußen bleiben", erinnert sie sich und selbst bei Goddard ist sie als Ausländerin nicht direkt von der NASA, sondern über ein zwischengeschaltetes Unternehmen beschäftigt. "Ich darf mich an nichts beteiligen, das im Zusammenhang mit militärischen Operationen steht."

Doch die Ergebnisse ihrer Forschung sind weit verbreitet, und zwar nicht nur von der NASA: Zwanzig Minuten, nachdem die Satellitenbilder der Sonne auf der Erde eingetroffen sind, kann sie jedermann online anschauen. Doch wer nicht weiß, wie sie zu lesen sind, wird nicht viel mehr sehen als einen hellen, wabbelnden Feuerball. Muglach kann aus den wechselnden Farben und den Vibrationen der Sonnenoberfläche viele Geschichten erzählen.

"Space Weather Laboratory"

"Space Weather Laboratory" ist der Name der Abteilung, wo die Astronomin arbeitet. "Was wir hier machen, kann tatsächlich mit Meteorologie verglichen werden", sagt sie. Nur dass die Wissenschafter hier nicht den Zustand der Erdatmosphäre prognostizieren, sondern jenen der Magnetosphäre der Sonne. Entscheidend dafür sind die magnetischen Felder auf der Oberfläche der Sonne, die sich gut auf den Ultraviolett-Aufnahmen des Satelliten identifizieren lassen. Diese Felder speichern die Energie, die aus den inneren Schichten der Sonne in Richtung Oberfläche transportiert wird - bis es zu einer Eruption kommt.

Die Wissenschafter unterscheiden dabei zwischen sogenannten "Flares" und "Koronalen Massenauswürfen" (CMEs). "Was der eigentliche Auslöser dafür ist, weiß man noch nicht. Es gibt viele Ideen dafür, vielleicht stimmen sie alle."

Dementsprechend steckt die Vorhersage von einzelnen Eruptionen "noch in den Kinderschuhen", betont Muglach. Es gebe ein paar rein statistische Methoden, deren Voraussagen aber ziemlich schlecht seien. An Prognosemethoden, die auf physikalischen Gesetzen beruhen, werde von einer Reihe von Gruppen gearbeitet, dies sei auch einer der Schwerpunkte der Sonnenforschung in den USA, "aber keine davon ist noch ausgereift genug, um gute Voraussagen zu machen".

Nach zwei bis vier Tagen erreicht der Sonnenwind die Erde

Sobald aber eine Eruption gut beobachtet wurde und entsprechend viele und gute Daten vorhanden sind, "gibt es die Möglichkeit abzuschätzen, ob und wann der Sonnenwind an der Erde eintrifft". Zwei bis vier Tage bleibt dann Zeit, um zu reagieren. Die meisten Sonneneruptionen haben keine Konsequenzen für das Leben auf der Erde. Der Großteil der Sonnenstürme weht in die unendlichen Weiten des Weltalls. Selbst wenn sich der Sonnenwind Richtung Erde ausbreitet, schützt ihr Magnetfeld weitgehend vor den ionisierten Teilchen.

Bei einer starken Eruption kann das Erdmagnetfeld allerdings komprimiert werden. Es kann dann zu Problemen bei Satelliten, elektrischen Anlagen, bei der Funkkommunikation, bei Navigationssystemen wie GPS und im Flugverkehr kommen. Bei einem massiven Sonnensturm im Jahr 1989 brach nach einem Transformator-Ausfall ein großer Teil des kanadischen Stromnetzes zusammen - etwa ein Drittel des nördlichen Kanada war ohne Strom. 1994 kam es durch erhöhte Aktivität von hochenergetischen Elektronen in der Magnetosphäre zu einem Totalausfall eines kanadischen Satelliten.

Durchschnittlich ist die Sonnenaktivität einem Zyklus von etwa elf Jahren unterworfen, nach dem letzten Maximum im Jahr 2001 wurde für 2012/13 ein Maximum erwartet. Dabei kann es bis zu "mehrere Eruptionen pro Tag geben", so Muglach. In Zeiten geringer Aktivität kommt es dagegen nur ein Mal pro Woche zu einer Eruption.

Aktivitätskurve zeigt wieder nach unten

Im Moment geht die gemessene Kurve der solaren Aktivität bereits wieder nach unten - doch die Streuung in der Zeit um das Maximum herum sei sehr groß. "Wir werden also noch ein bis zwei Jahre warten müssen, wie hoch und wann das Maximum in diesem Zyklus ist. Im Moment sieht es aber so aus, dass das Maximum um einiges niedriger sein wird als das letzte", sagte die Astronomin.

"International Living With a Star" in Wien

Die Vorhersage des Weltraumwetters steht auch im Mittelpunkt einer Veranstaltung am Mittwoch und Donnerstag in Wien: Das Programm "International Living With a Star" (ILWS) feiert sein zehnjähriges Bestehen mit einem Symposium. Im Jahr 2000 ursprünglich von der NASA als nationales Programm ins Leben gerufen, wurde es drei Jahre später auf internationaler Ebene zum ILWS erweitert, teilte das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften mit, deren Gruppenleiterin Rumi Nakamura lokale Organisatorin der Veranstaltung ist. Die Hauptfragen des Programms: "Wie und warum verändert sich die Sonne? Wie reagiert die Erde auf diese Variationen und welche Auswirkungen haben sie auf den Menschen?" (APA/red, derStandard.at, 12.2.2013)