Gefährliche Sonnenausbrüche nun vorhersagbar
TU-Graz-Forscher an Entwicklung neuer Methode beteiligt - KI-Schutz für Fluggäste und Astronauten
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Sonnenausbruch: Strahlung und Materie werden freigesetzt (Foto: pixabay.com, Wikilmages) |
Graz/Moskau (pte001/14.07.2023/06:00)
Sonneneruptionen sind spektakuläre Ausbrüche von Materie und Strahlung. Sie können massive Auswirkungen auf die Erde haben. Künftig kann man sich darauf vorbereiten. Denn Forscher der Technischen Universität Graz und des Skoltech Instituts in Moskau haben eine Methode entwickelt, mit der sich solche Ereignisse besser vorhersagen lassen. Die bei den Ausbrüchen entstehenden Plasmawellen stauchen das Erdmagnetfeld zusammen, ähnlich einem Luftballon, den man mit den Händen zusammendrückt. Diese Magnetfeldänderungen führen zur Induktion eines elektrischen Feldes im Erdboden. "Dieses elektrische Feld führt zu Strömen in unseren Hochspannungsleitungen. Diese ungewollten Ströme beeinflussen unsere Energieversorgung negativ", so die Grazer Forscher Dennis Albert und Philipp Schachinger. Die Studienergebnisse sind vor Kurzem in der Fachzeitschrift "Nature" erschienen.
Modellierung mit Hilfe von KI
Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) ist es den Wissenschaftler gelungen, das Magnetfeld in den oberen Schichten der Sonnenatmosphäre zu simulieren, von denen Eruptionen ausgehen. "In diesen Bereichen sind Messungen nicht möglich", so der Grazer Astrophysiker Robert Jarolim. "Wir brauchen daher Modellierungen, um die Vorgänge beschreiben und verstehen zu können." Um Prognosen abgeben zu können, beobachten und messen die Forscher die Sonnenflecken. "Das sind Gebiete mit sehr starkem Magnetfeld", erklärt Jarolim. Diese Daten werden mittels KI mit physikalischen Modellen kombiniert, um Vorgänge in den oberen Schichten der Sonnenatmosphäre zu simulieren.
Bisher dauerte dieser Vorgang viele Stunden. "Mit unserer Methode konnten wir die Dauer der Berechnung deutlich reduzieren. Das ermöglicht es uns, fast in Echtzeit neue Daten einzupflegen. Dadurch können wir Sonnenstürme wesentlich besser vorhersagen, bevor sie auf die Erde treffen", so Jarolim weiter. Die Ergebnisse der Simulationen verbessern das Verständnis für das Magnetfeld der Sonne und für das Weltraumwetter. Damit sind sie auch für die Raum- und Luftfahrt bedeutend. "Bereits wenige Minuten nach einer Sonneneruption kommen hochenergetische Teilchen auf der Erde an. Diese sind eine Gefahr für Astronauen und können ein erhöhtes Strahlenrisiko für Flugpassagiere bedeuten", warnt Jarolim. Um dem entgegenzuwirken, könnten Flüge beispielsweise verschoben werden.
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