Die bisher klarsten Bilder der Sonnenatmosphäre zeigen Koronaregen und tanzendes Plasma
Neue Bilder der Sonnenoberfläche und ihrer Korona mit der höchsten jemals aufgenommenen Auflösung werden Wissenschaftlern helfen, die Entstehung von Sonnenstürmen zu klären. Dies könnte Weltraumwettervorhersagen verbessern und dazu beitragen, Störungen der Technologie auf der Erde zu vermeiden.
Die Bilder waren Teil einer kürzlich in Nature Astronomy veröffentlichten Studie .
Jeder, der schon einmal eine totale Sonnenfinsternis beobachtet hat, war Zeuge des leuchtenden Halo um unseren Stern, der Korona. Diese Hülle aus extrem heißem Gas erstreckt sich Millionen Kilometer weit ins All und ist der Ort heftiger Eruptionen. Diese Ausbrüche elektrisch geladenen Gases können die Sonne ablösen und bis zur Erde reichen und Satelliten und Stromnetze beeinträchtigen .
Dies verschleiert eines der großen Geheimnisse der Sonne. Wissenschaftler konnten noch nicht vollständig verstehen, warum die Korona um ein Vielfaches heißer sein kann als die Sonnenoberfläche selbst. Irgendetwas pumpt Energie in die Sonnenatmosphäre. Ein Problem war der Mangel an Beobachtungen der Korona an ihrer Basis, wo sie auf die Oberfläche trifft und wo die heftige Aktivität ihren Ursprung hat. Die Natur bietet während Sonnenfinsternissen kurze Einblicke, wenn der Mond die helle Sonnenoberfläche verdeckt und die schwächere Korona durchscheinen lässt. Kontinuierliche Beobachtungen waren jedoch schwieriger.
Bodengestützte Teleskope, die das Wetter auf der Sonne untersuchen, werden durch unser eigenes Wetter behindert. Turbulenzen in unserer Atmosphäre verwischen Bilder durch denselben Effekt, der die Sterne nachts funkeln lässt.
Doch nun hat eine neue adaptive Optik am 1,6 Meter großen Goode Solar Telescope in Kalifornien den Flimmereffekt unserer Atmosphäre um den Faktor zehn reduziert. Diese Verbesserung ermöglicht es uns, Strukturen mit einer Auflösung von 63 Kilometern zu erkennen – näher als je zuvor. Der Trick dabei war ein flexibler Spiegel, der 2200 Mal pro Sekunde seine Form verändert und so atmosphärische Verzerrungen kompensiert und korrigiert.
Das Ergebnis sind Bilder und Filme mit der höchsten Auflösung, die jemals von der Grenze zwischen der Sonnenoberfläche und der Korona gemacht wurden.
Die atemberaubend schönen Bilder zeigen eine scheinbar flauschige Sonnenoberfläche mit riesigen Materialschleifen, die aufsteigen und scheinbar mit dem Magnetfeld der Sonne tanzen und sich drehen. Gleichzeitig fallen kühlere koronale Regentropfen, die schmaler als 20 Kilometer sein können, wieder herab. Die Beobachtungen zeigen außerdem etwas, das Wissenschaftler noch nie zuvor gesehen haben: einen Plasmastrom, den sie „Plasmoid“ nennen und der sich mit 100 Kilometern pro Sekunde über die Sonnenoberfläche bewegt.
In dieser Region erzeugen Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe riesige Klumpen elektrisch geladenen Materials, die um ein Vielfaches größer sind als die Erde. Diese Klumpen werden von der Sonne abgesprengt und treffen auf das Magnetfeld unseres Planeten. Das Ergebnis sind wunderschöne Nord- und Südlichter, aber auch schädliche Auswirkungen auf die Elektronik von Satelliten und Spannungsspitzen in Stromnetzen, die zu Stromausfällen führen.
Ein dramatisches Beispiel für diesen Effekt ereignete sich 1989, als ein koronaler Massenauswurf das Stromnetz Quebecs lahmlegte und weite Teile der Provinz neun Stunden lang in Dunkelheit hüllte. Seitdem wurden die Stromnetze gegen solche Ereignisse abgesichert, doch durch die zunehmende Abhängigkeit von GPS-Satelliten können Navigationssysteme immer noch gestört sein. Selbst Astronauten auf der Internationalen Raumstation müssen in ihren Raumschiffen Schutz suchen, um den schädlichen Strahlungsauswirkungen von Sonneneruptionen zu entgehen. Auch zukünftige Astronauten auf dem Mond werden ähnlichen Gefahren durch Sonnenstürme ausgesetzt sein.
Die Vorhersage heftiger Sonnenereignisse ist eine Herausforderung, da die Sonnenoberfläche ein komplexer, gewalttätiger Ort ist, der sich ständig verändert. Dies liegt unter anderem daran, dass sich der Äquator unseres Sterns schneller dreht als die Pole. Dies führt zu Turbulenzen in den heißen Gasen und verdreht das starke Magnetfeld zu Schleifen, die reißen und Material in den Weltraum schleudern können. Die Sonne durchläuft außerdem alle elf Jahre Zyklen, in denen die Sonnenaktivität zu- und abnimmt. Wir befinden uns derzeit in einer Phase des Sonnenmaximums, daher ist die Überwachung ihrer Aktivität wichtig.
Diese neuen Korrekturlinsen, die auch an anderen Sonnenteleskopen angebracht werden können, ermöglichen es Wissenschaftlern, das Rätsel zu lösen, warum die Korona so heiß ist und wie Sonnenstörungen entstehen. Dies könnte die Vorhersage des Weltraumwetters verbessern und Warnungen früher ausgeben.
Wie beim Wetter auf der Erde kann eine genaue langfristige Wettervorhersage von entscheidender Bedeutung sein. Hoffentlich bedeutet dies, dass wir das Weltraumwetter deutlicher vorhersehen können.
cbc.ca
