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NASA’s Solar Dynamics Observatory hat dieses Bild einer Sonneneruption – wie im hellen Blitz auf der rechten Seite zu sehen – am 10. September 2017 aufgenommen. Das Bild zeigt eine Kombination von Wellenlängen des extrem ultravioletten Lichts, das das extrem heiße Material in den Eruptionen hervorhebt, das dann eingefärbt wurde.(Bildnachweis: NASA/SDO/Goddard)

Während der August 2024 einen weiteren 20-Jahres-Höchststand der Sonnenfleckenzahl auf der Sonne markiert, müssen die jüngsten Sonneneruptionen noch zwei Sonneneruptionen vom September 2017 übertreffen. Eine dieser Eruptionen, die vor sieben Jahren, am 10. September 2017, stattfand, hält immer noch weitere ungebrochene Rekorde.

Im September 2017 begann die abnehmende Phase des letzten Sonnenzyklus (Sonnenzyklus 24), der 2014 seinen Höhepunkt erreichte. Nach einer Periode geringerer Sonnenaktivität trat die aktive Region AR 12673 schnell auf den Plan. AR 12673 produzierte eine Reihe von Sonneneruptionen der X-Klasse, von denen die bemerkenswertesten am 6. und 10. September 2017 stattfanden.

Diese Flares wurden zunächst als X8.2 und X9.3 gemeldet, später aber nach der NOAA-Neukalibrierung der Flares im Jahr 2020 als X13.3 und X11.8 neu klassifiziert. Diese Flare-Klassen werden im aktuellen Solarzyklus 25 noch nicht endgültig getoppt, obwohl die Sonnenaktivität im Allgemeinen viel höher ist. (Es wurden einige große Flares hinter der Sonne beobachtet, die nicht eindeutig klassifiziert werden konnten).

Die Eruption vom 10. September 2017, die sich heute vor 7 Jahren ereignete, war zwar die etwas kleinere dieser beiden Eruptionen, stellte jedoch eine Reihe von Rekorden auf, darunter:

Schnellste magnetische Emergenz

Sonnenflecken sind Regionen mit einem starken Magnetfeld auf der Sonnenoberfläche, die eine kühlere Temperatur (6.330 Grad Fahrenheit oder 3.500 ˚C) als die umgebende Sonnenoberfläche (9.930 ˚F oder 5.500 ˚C) aufweisen, was ihnen ein dunkleres Aussehen verleiht. Die Magnetfelder von Sonnenflecken werden seit Jahrzehnten kontinuierlich gemessen, und es besteht eine bekannte Korrelation zwischen der Stärke/Komplexität des Magnetfelds von Sonnenflecken und ihrer Fähigkeit, große Sonneneruptionen zu erzeugen.

Das Magnetfeld eines Sonnenflecks kann im Laufe der Zeit wachsen oder abnehmen und entwickelt sich während der typischen Lebensdauer eines Sonnenflecks von mehreren Wochen kontinuierlich weiter. In den Tagen vor den Sonneneruptionen vom 6. und 10. September 2017 erzeugte AR 12673 eine der schnellsten Entwicklungen des Magnetfelds, die jemals in einer aktiven Sonnenregion beobachtet wurden. Ohne diese schnelle Entstehung des Magnetfelds wären die größten Flares des Sonnenzyklus wahrscheinlich nicht möglich gewesen.

Schnellste CME-Beschleunigung

Sonneneruptionen sind eine Energieumwandlung von magnetischer Energie in der Sonnenatmosphäre, die zur Beschleunigung von Teilchen, zur Erhitzung des Sonnenplasmas und zur Emission von Licht im gesamten Spektrum führt. Etwa 50 % der Sonneneruptionen sind mit einem koronalen Massenauswurf (CME) verbunden – einer Eruption von Sonnenplasma aus der Sonnenatmosphäre.

Sonneneruptionen und CMEs werden oft in einen Topf geworfen, lassen sich aber anhand der folgenden Analogie leichter unterscheiden: Stellen Sie sich eine feuernde Kanone vor. Die Explosion des Schießpulvers, das Geräusch der Explosion und das Aufblitzen der Mündung können als Sonneneruption betrachtet werden, während der CME die ausgeworfene Kanonenkugel ist.

Der Flare vom 10. September 2017 löste einen großen CME oberhalb des westlichen Randes der Sonne aus, der nicht direkt auf die Erde gerichtet war. Dieser CME, der von der großen Eruption angetrieben wurde, wies die schnellste jemals beobachtete CME-Beschleunigung und eine der schnellsten CME-Anfangsgeschwindigkeiten (4.300 km/s) auf.

Stärkste lang anhaltende Gammastrahlenquelle

Sonneneruptionen emittieren Licht über den größten Teil des Spektrums, von Radiowellen bis zu Röntgenstrahlen. Gammastrahlen, die energiereichsten Wellenlängen des Lichts, werden nur bei den stärksten Sonneneruptionen erzeugt. Die Sonneneruption vom 10. September 2017 erzeugte nicht nur ein deutliches Gammastrahlensignal, sondern emittierte auch noch über 12 Stunden lang Gammastrahlen. Diese vom Fermi Gamma-ray Space Telescope der NASA beobachtete Sonneneruption stellte den Rekord für die stärkste Gammastrahlungsquelle auf, die jemals länger als 12 Stunden am Himmel beobachtet wurde.

Neben der Gammastrahlenemission erzeugte das Ereignis auch einen der größten Stürme energetischer Sonnenteilchen, die von der Erdoberfläche aus beobachtet werden konnten und ebenfalls mehrere Stunden andauerten. Eine typische Sonneneruption dauert einige Dutzend Minuten, wobei die allergrößten Eruptionen der X-Klasse in der Regel etwa eine Stunde andauern. Einige Sonneneruptionen, die treffend als „Long-Duration-Ereignisse“ bezeichnet werden, können jedoch viel länger als eine Stunde andauern. Die Eruption vom 10. September 2017 ist ein extremes Beispiel dafür. Es gibt deutliche Hinweise darauf, dass die Eruption mehr als 24 Stunden anhielt, weit länger als die beobachtbare Gammastrahlenquelle.

Most veröffentlichte Sonneneruption aller Zeiten

Die aktive Region AR 12673 und die damit verbundenen Sonneneruptionen traten zu einem Zeitpunkt im Sonnenzyklus auf, an dem sonst wenig auf der Sonne passierte. Aus diesem Grund waren fast alle speziellen Sonnenteleskope am Boden und im Weltraum, die jeweils nur einen kleinen Ausschnitt der Sonne beobachten können, auf die aktive Region ausgerichtet. Aus diesem Grund wurde die Eruption vom 10. September über das gesamte Lichtspektrum hinweg beobachtet: im Radio, im Mikrowellenbereich, im Infrarot, im sichtbaren Licht, im Ultraviolett, in der Röntgenstrahlung und sogar in der Gammastrahlung. Energetische Teilchen des Ereignisses wurden aus der Erdumlaufbahn, vom Boden aus und sogar vom Mars aus gemessen.

Teilweise aufgrund dieser schieren Menge an verfügbaren Daten über die Eruption und teilweise aufgrund des interessanten Verhaltens der Eruption selbst wurde die Eruption vom 10. September 2017 zur am häufigsten veröffentlichten Sonneneruption aller Zeiten, mit weit über hundert akademischen Publikationen, die verschiedene Facetten des Ereignisses analysieren. Der Flare war sogar das Thema meiner Doktorarbeit.

Da der 25. Sonnenzyklus fortschreitet, der bereits die Größe des vorherigen Zyklus übertroffen hat, und in diesem Jahr ein Sonnenmaximum erwartet wird, können wir uns auf weitere starke Sonneneruptionen in den nächsten 1-3 Jahren freuen. Ob jedoch eine dieser zukünftigen Eruptionen die Rekorde der aktiven Region AR 12673 und der Eruption vom 10. September 2017 brechen wird, bleibt abzuwarten.