Sonnenforschung: Neue Erkenntnisse zu den Magnetfeldern der Sonne
© NASA (Ausschnitt)
Das Sonnenforschungsprojekt SUNRISE ermöglichte die detaillierte Untersuchung der Magnetfelder der Sonne. Die ersten Ergebnisse der internationalen Ballonmission unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau liegen nun vor.
Die Oberfläche der Sonne ist ständig in Bewegung. Heißes Plasma steigt aus dem Inneren des Sterns auf, kühlt ab und sinkt anschließend wieder hinab. In der Photosphäre, der sichtbaren Oberfläche der Sonne, bilden diese Plasmabewegungen eine netzförmige Struktur, die von Wissenschaftlern als Granulation bezeichnet wird. In den hellen Bereichen steigt das heiße Plasma auf und in den dunklen Bereichen sinkt es ab. Die heißen geladenen Teilchen des Plasmas erzeugen durch ihre Bewegung die Magnetfelder auf der Sonnenoberfläche.
Die Struktur dieser Magnetfelder ist aber sehr unterschiedlich und ließ sich bisher noch nicht genau erforschen. Einerseits gibt es die dunklen Sonnenflecken; das sind Magnetfelder, die oft größer als die Erde sind. Es gibt aber auch sehr kleine Bereiche an der Sonnenoberfläche, wo die Magnetfelder sehr stark sind. Diese zeigen sich als helle Punkte in der Netzstruktur, weil die Magnetfelder dort das Plasma nach außen drängen und so einen tieferen Einblick in das heißere Sonneninnere ermöglichen.
Mit SUNRISE konnten die Sonnenforscher nun die hellen Flecken genauer untersuchen. Die Stärke der Magnetfelder in diesen Bereichen beträgt bis zu 0,18 Tesla, 3000 Mal so stark wie das Erdmagnetfeld. Die Temperatur ist dort rund 1000 Grad Celsius höher als in der nichtmagnetischen Umgebung. Bei diesen Strukturen handelt es sich wahrscheinlich um einzelne magnetische Flussröhren, welche die Basiseinheiten des Sonnenmagnetfelds bilden.
Zudem konnten die Wissenschaftler die Helligkeit dieser Punkte im Ultravioletten bestimmen. Diese ist fünf Mal größer als in der näheren Umgebung. Das Ergebnis ist auch wichtig für die Klimaforschung. Denn die ultraviolette Strahlung wird in der Erdatmosphäre fast vollständig absorbiert und spielt deswegen eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der oberen Luftschichten.
Ist der ultraviolette Anteil des Sonnenlichts besser bekannt, können Klimaforscher den Anteil der Sonne an der globalen Erwärmung besser vom menschengemachten Klimawandel trennen.
Das Sonnenobservatorium flog für die Messungen im letzten Jahr in einem Heliumballon auf die Höhe von 37 Kilometern in die Stratosphäre. Das Sonnenteleskop SUNRISE hat einen Spiegeldurchmesser von einem Meter und ist damit das größte, das jemals den Erdboden verlassen hat. Neben SUNRISE waren noch die zwei Instrumente SuFI (Sunrise Filter Imager) und IMaX (Imaging Magnetograph eXperiment) zur Messung der Magnetfelder mit an Bord. Sie ermöglichen eine hohe räumliche Auflösung von 100 Kilometern. Das entspricht der Untersuchung einer Ein-Euro-Münze aus 30 Kilometern. Neben dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ist noch das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in Freiburg und das High Altitude Observatory in den USA an dem Forschungsprojekt beteiligt.
Barbara Wolfart
Die Oberfläche der Sonne ist ständig in Bewegung. Heißes Plasma steigt aus dem Inneren des Sterns auf, kühlt ab und sinkt anschließend wieder hinab. In der Photosphäre, der sichtbaren Oberfläche der Sonne, bilden diese Plasmabewegungen eine netzförmige Struktur, die von Wissenschaftlern als Granulation bezeichnet wird. In den hellen Bereichen steigt das heiße Plasma auf und in den dunklen Bereichen sinkt es ab. Die heißen geladenen Teilchen des Plasmas erzeugen durch ihre Bewegung die Magnetfelder auf der Sonnenoberfläche.
Die Struktur dieser Magnetfelder ist aber sehr unterschiedlich und ließ sich bisher noch nicht genau erforschen. Einerseits gibt es die dunklen Sonnenflecken; das sind Magnetfelder, die oft größer als die Erde sind. Es gibt aber auch sehr kleine Bereiche an der Sonnenoberfläche, wo die Magnetfelder sehr stark sind. Diese zeigen sich als helle Punkte in der Netzstruktur, weil die Magnetfelder dort das Plasma nach außen drängen und so einen tieferen Einblick in das heißere Sonneninnere ermöglichen.
Mit SUNRISE konnten die Sonnenforscher nun die hellen Flecken genauer untersuchen. Die Stärke der Magnetfelder in diesen Bereichen beträgt bis zu 0,18 Tesla, 3000 Mal so stark wie das Erdmagnetfeld. Die Temperatur ist dort rund 1000 Grad Celsius höher als in der nichtmagnetischen Umgebung. Bei diesen Strukturen handelt es sich wahrscheinlich um einzelne magnetische Flussröhren, welche die Basiseinheiten des Sonnenmagnetfelds bilden.
Zudem konnten die Wissenschaftler die Helligkeit dieser Punkte im Ultravioletten bestimmen. Diese ist fünf Mal größer als in der näheren Umgebung. Das Ergebnis ist auch wichtig für die Klimaforschung. Denn die ultraviolette Strahlung wird in der Erdatmosphäre fast vollständig absorbiert und spielt deswegen eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der oberen Luftschichten.
Ist der ultraviolette Anteil des Sonnenlichts besser bekannt, können Klimaforscher den Anteil der Sonne an der globalen Erwärmung besser vom menschengemachten Klimawandel trennen.
Das Sonnenobservatorium flog für die Messungen im letzten Jahr in einem Heliumballon auf die Höhe von 37 Kilometern in die Stratosphäre. Das Sonnenteleskop SUNRISE hat einen Spiegeldurchmesser von einem Meter und ist damit das größte, das jemals den Erdboden verlassen hat. Neben SUNRISE waren noch die zwei Instrumente SuFI (Sunrise Filter Imager) und IMaX (Imaging Magnetograph eXperiment) zur Messung der Magnetfelder mit an Bord. Sie ermöglichen eine hohe räumliche Auflösung von 100 Kilometern. Das entspricht der Untersuchung einer Ein-Euro-Münze aus 30 Kilometern. Neben dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ist noch das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in Freiburg und das High Altitude Observatory in den USA an dem Forschungsprojekt beteiligt.
Barbara Wolfart
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