28. August 1859 - Der Sturm bricht los

[PeterKuklok]

Hi,

in diesen Tagen ist es genau 150 Jahre her, dass sich eines der spektakulärsten solaren und geomagnetischen Sturmphänomene ereignete - der Supersolarsturm von 1859. Vielleicht hat der eine oder andere Lust zu diesem Anlass einen kleinen Abstecher ins 19. Jahrhundert zu unternehmen? Ein paar Lesetipps weiter unten laden dazu ein.

Zunächst ein kurzer, zeitlicher Abriss der Geschehnisse:

Auftakt (spekulativ): 28. August 1859, frühe Morgenstunden (UTC)
Auf der Sonne kommt es zu einem Superflare - unbeobachtet von Mensch und Magnetometern. Es existiert zu dieser Zeit vermutlich nur ein Magnetometer, das durch seine unterbrechungsfreie Aufzeichnungstechnik in der Lage ist einen Solar-Flare-Effekt (mag. Crochet) verlässlich zu registrieren, nämlich am Kew Observatorium in London. Für diesen Standort befindet sich die Sonne während des Flares aber noch unterhalb des Horizonts. Ein gewaltiger CME verlässt die Sonne. Die für den Flare verantwortliche Fleckengruppe steht zwar noch nicht zentral auf der Sonnenscheibe, dennoch wird der koronale Massenauswurf die Erde bereits innerhalb weniger Stunden am späten Abend des gleichen Tages erreichen.
Alternativer Auftakt (spekulativ): 26./27. August 1859
Der Ausbruch auf der Sonne ereignet sich früher, der CME ist länger unterwegs, erreicht die Erde aber bereits am Morgen des 28.8.1859. Magnetometer verzeichnen gegen 7.30 UT einen SI (Sudden Impuls). Aufgrund eines sehr stark nördlich ausgerichteten Magnetfelds innerhalb der magnetischen Blase des CMEs bleibt ein geomagnetischer Sturm zunächst aus. Im Laufe des Abends jedoch dreht das Magnetfeld. Es weisst nun eine außergewöhnlich starke südliche Ausrichtung auf.

28. August 1859, späte Abendstunden (UTC)
Ein massiver geomagnetischer Sturm setzt ein. Mittel- und Südeuropa werden von Polarlichtern überflutet. Sogar von der Westküste Afrikas, nur 560 km nördlich des Äquators, aus St.George del Mina (5º 09' N, 1º 19' W) wird Polarlicht gemeldet.*) Ebenso erlebt Nordamerika mit Einbruch der Dunkelheit einen spektakulären Polarlichtsturm. Bis weit hinunter zu den Inselgruppen im Karibischen Meer kann man das eindrückliche Schauspiel verfolgen. Zeitgleich kommt es zu mehrstündigen, schweren Störungen und Ausfällen im Telegrafennetz in bisher nicht gekanntem Ausmaß.

30. August 1859
Das Erdmagnetfeld beruhigt sich wieder.

1. September 1859, ~11:20 UTC
Superflare auf der Sonne! Die verantwortliche Fleckengruppe steht nun fast zentral auf der Sonnenscheiben.
Astronom Richard Carrington wird während seiner regelmäßigen Sonnenbeobachtungen zufällig Zeuge des sehr hellen solaren Weißlicht-Ausbruchs. Erstmals überhaupt bekommen Menschen (es gab noch mindestens einen weiteren unabhängigen Beobachter) dieses Phänomen zu Gesicht. Parallel verzeichnet auch das Kew Magnetometer einen sehr starken Solar-Flare-Effekt. Mit einer Geschwindigkeit von weit über 2000km/s verlässt ein CME die Sonne und steuert Richtung Erde zu.

2. September 1859, ~05:00 UTC
Magnetometer verzeichnen einen heftigen SI (Sudden Impuls) - der CME hat die Erde bereits nach etwa 17,5 Stunden erreicht. Der "perfekte Sturm" nimmt seinen Lauf. Er übertrifft in seinem Ausmaß das Ereignis vom 28./29. August. Über die Karibik hinaus, bis nach Venezuela, werden Polarlichter gesichtet. Aufgrund des Tagesanbruchs verpasst Europa die größte Polarlicht-Sturmphase. Aber auch hier hat man erneut wieder mit sehr massiven Störungen des Telegrafennetzes zu kämpfen. Am Abend werden Polarlichter zumindest bis Athen und Rom beobachtet.

3./4. September 1859
Die geomagnetischen Störungen nehmen wieder ab. Bis zum 6. September werden aber vereinzelt noch Polarlichter in mittleren geomagnetischen Breiten gesichtet.

*) Quelle: Verzeichnis beobachteter Polarlichter, Hermann Fritz, Wien 1873. Anmerkung von mir: Sichtung äußerst zweifelhaft.



Links zu Lesetipps mit u.a. faszinierenden Beobachtungsberichten:

Das große Nordlicht in der Nacht zum 29. August 1859
und die Telegraphenverwirrung in Nordamerika und Europa,
K. J. Clement, Hamburg, 1860
http://tinyurl.com/myfvjd (.pdf 2,6MB)

Eyewitness Reports of the Great Auroral Storm of 1859
J. L. Green, S. Boardsen, S. Odenwald, J. Humble, K. A. Pazamickas
Submitted to Advances in Space Research August 5,2005
http://tinyurl.com/nmdryl (.pdf 1,5MB)

The Sun Kings:
The Unexpected Tragedy of Richard Carrington and the Tale of How Modern Astronomy Began
Stuart Clark, 2007
http://press.princeton.edu/titles/8370.html

Magnetograms - The 'Carrington Event' of August 27th to September 7th, 1859
Recorded at Kew Observatory, London
http://www.geomag.bgs.ac.uk/carrington.html


Grüße
Peter


Edit: Fußnote hinzugefügt

[Helga Schöps]

Hallo Peter,



Grüße aus dem Schwarzwald!
Helga

[Ulrich Rieth]

Prima Sammlung und Chronologie.
Danke, Peter!
Dann warten wir doch mal auf den Perfekten Sturm im Jahr 20xx (xx=12?).
Gruß!

Ulrich

[StefanK]

Hallo zusammen,

Spaceweather beschäftigt sich heute ebenfalls mit dem großen geomagnetischen Sturm von 1859: http://spaceweather.com/archive.php?vie ... &year=2009

Viele Grüße aus Bonn!

Stefan

[Ulrich Rieth]

Moin!

Ich hatte neulich Tony Phillips mal angetriggert.
Er hat zwar nie auf meine Mail geantwortet, aber immerhin werden die SW.com Leser drauf aufmerksam gemacht.
Die Grafik find ich klasse...PL bis Südamerika!
Gruß!

Ulrich

[Andreas Möller]

Hallo Peter,
bei meiner Recherche bin ich auf folgenden Bericht aus Puerto Rico gestoßen.

Quelle "Wochenschrift für Astronomie, Meteorologie und Geographie 1860, Nr 2"

Herr Quetelet in Brüssel theilt ein Schreiben des Directors
einer Zuckerplantage auf der Insel Portorico (spanische Antillen)
Herrn Du Colombier mit, der am Morgen des 2. Septembers ein
Nordlicht auf der Zuckerplantage Amistad, drei Meilen von der
Stadt San-German und 5 Meilen vom Hafen Mayuguez gelegen
(unter 18° N. Br. 69° westl. Länge von Paris) beobachtete. Um
2'/j Uhr erwachte er, als er die Fenster seixfts gegen Norden ge
legenen Zimmers purpurroth erleuchtet sah. Sich schnell erhe
bend wurde er ein prachtvolles Nordlicht gewahr, welches nach
der Aussage der Wächter bereits um 2 Uhr begonnen hatte und
welches er bis 4 Uhr beobachten konnte. Die glänzenden rothen, violetten und purpurnen Strahlen erstreckten sich bis zum
Zenith. Ein Nordlicht ist auf Portorico eine so seltene Erschei
nung, dass die ältesten Leute sich nicht erinnern, ein solches
gesehen zu haben.

Demnächst werde ich den Jahrgang 1859 durchgehen. Da werden sicherlich noch sehr viele Interessante Berichte zu finden sein. Ich werde hier berichten.

Viele Grüße,
Andreas

[PeterKuklok]

Hallo Andreas,

dankeschön!
Ich kann noch die oft in Quellennachweisen genannten Artikel von Elias Loomis beisteuern. Acht Stück an der Zahl, die von 1859 bis 1861 im "American Journal of Science" erschienen und inzwischen endlich auch online verfügbar sind.

Grüße
Peter

Elias Loomis:
The great auroral exhibition of August 28 to September, 1859
American Journal of Science 1859, Bd. 28
S. 385–408 https://books.google.de/books?id=nG6eNj ... &q&f=false

The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859
American Journal of Science 1860, Bd. 29
S. 92–97 https://books.google.de/books?id=XzxQAA ... &q&f=false
S. 249–266 https://books.google.de/books?id=XzxQAA ... &q&f=false
S. 386–399 https://books.google.de/books?id=XzxQAA ... &q&f=false

The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859, and the geographical distribution of auroras and thunder storms
American Journal of Science 1860, Bd. 30
S. 79–100 https://books.google.de/books?id=coxGAQ ... &q&f=false
S. 339-361 https://books.google.de/books?id=coxGAQ ... &q&f=false

The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859
American Journal of Science 1861, Bd. 32
S. 71–84 https://books.google.de/books?id=DThQAA ... &q&f=false
S. 318-335 https://books.google.de/books?id=DThQAA ... &q&f=false

außerdem noch

On electrical currents circulating near the earth's surface and their connection with the phenomena of the aurora polaris
American Journal of Science 1862, Bd. 34
S. 34–45 https://books.google.de/books?id=vahGAQ ... &q&f=false

[StefanK]

Nach einem aktuellen Beitrag war der Sturm vielleicht gar nicht heftig wie bislang gedacht - eher wie die Halloween-Stürme 2003:
http://www.sciencemag.org/news/2016/02/ ... -overhyped

[PeterKuklok]

Hi Stefan,

Nach einem aktuellen Beitrag war der Sturm vielleicht gar nicht heftig wie bislang gedacht - eher wie die Halloween-Stürme 2003:
http://www.sciencemag.org/news/2016/02/ ... -overhyped

Dankeschön für den Link.

Kurze Anmerkung, damit aus dem 1859 Overhype nicht ein Underhype wird. Sturm beinhaltet natürlich auch Polarlicht- und Sonnensturm.
Polarlichtsturm: 1859 spielt da in einer gänzlich anderen Liga als Halloween 2003.
Sonnensturm: Dazu gibt es nur den Augenzeugenbericht Carringtons zum Flare vom 1.9.1859. Da ich den X17er am 28.10.2003 selber im Weißlicht durchs Teleskop sehen konnte, kann ich sagen, dass die Intensität bzw. Helligkeit des Flares bei weitem nicht an die Beschreibungen des Carrington-Flares heranreichen. Zumindest was den Flare betrifft, muss 1859 ein anderes Kaliber gewesen sein.
Geomagnetischer Sturm: Da zitiere ich das Paper selber [...] a large amount of guesswork has been done concerning the Carrington storm [...]

Grüße
Peter

[Andreas Möller]

Hallo,
merkwürdigerweise wird in der Wochenschrift von 1859 dem Polarlicht bzw. dem geomagnetischen Sturm Anfang September 1859 keine große Aufmerksamkeit geschenkt.

Viel eher wird das Nordlicht vom vom 28. - 29.08.1859 als extrem hell und bedeutend beschrieben. Auch hier gab es Störungen im Telegraphennetz und die Polarlichter wurden sogar in Kuba über dem Zenit gesichtet.

Insgesamt wurden im besagten Zeitraum folgende Polarlichter gesichtet:

28./29.08. - extrem hell (Sichtungen in Rom, Teneriffa, Havanna)
29./30.08. - unbedeutendes schwaches Polarlicht (Sichtung aus Grantham, GB)
30./31.08. - unbedeutendes schwaches Polarlicht (Sichtung aus Grantham, GB)
31./01.09.- unbedeutendes schwaches Polarlicht (Sichtung aus Grantham, GB & Krakau, PL)
01./02.09. - extrem hell (Sichtungen bis Guadeloupe)
02./03.09. - extrem hell (Sichtungen bis Puerto Rico)
03./04.09. - deutlich visuell (Sichtungen bis Athen, dort aber aber nur Röte im Norden)

Ich vermute, dass das Wetter am 01./02.09. und 02.09./03.09. in Deutschland nicht mitspielte. Die nördlichste Sichtung, die ich recherchiert habe war Krakau (PL) und danach kommt schon Kremsünster (Österreich). Ich denke, Deutschland lag unter einer Wolkendecke, so dass Polarlicht nicht gesehen wurde.

Viele Grüße,
Andreas

[StefanK]

Kleine Ergänzung zu diesem Thema: https://arxiv.org/abs/1508.06365

[Andreas Möller]

Hallo,
ich habe auf YouTube gerade ein Video gefunden, dass eine Simulation der Magnetosphäre während des Carrington Events zeigt:

https://www.youtube.com/watch?v=dVS4Q4VgDxk&t=1m26s (Ab 1min 26sek)

Das "vordere" Magnetfeld der Erde war nach Eintreffen des CMEs fast gar nicht mehr existent.

Viele Grüße,
Andreas

[Andreas Möller]

Und ich habe gerade einen kurzen Bericht von Quarks und Co. über das Event von 1859 gefunden:

https://www.youtube.com/watch?v=nzw0xxl940o&t=1m25s (ab 1m 25s)

Viele Grüße,
Andreas