Solar Orbiter identifiziert mögliche Antriebe für den Sonnenwind
28/08/23 11:02
Die Raumsonde Solar Orbiter der ESA/NASA hat eine Vielzahl winziger Materialstrahlen entdeckt, die aus der äußeren Atmosphäre der Sonne entweichen. Jede dieser Strahlen dauert zwischen 20 und 100 Sekunden und schleudert Plasma mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 km/s aus. Diese Strahlen könnten die gesuchte Quelle des Sonnenwinds sein.
Der Sonnenwind besteht aus geladenen Teilchen, auch Plasma genannt, die kontinuierlich von der Sonne entweichen. Er breitet sich im interplanetaren Raum aus und kollidiert mit allem, was sich ihm in den Weg stellt. Wenn der Sonnenwind auf das Magnetfeld der Erde trifft, entstehen Polarlichter.
Obwohl der Sonnenwind eine grundlegende Eigenschaft der Sonne ist, war das Verständnis seiner Erzeugung in der Nähe der Sonne lange Zeit eine Herausforderung. Dank der fortschrittlichen Instrumentierung von Solar Orbiter haben wir nun einen bedeutenden Schritt gemacht.
Die Daten stammen vom Instrument Extreme Ultraviolet Imager (EUI) der Solar Orbiter. Bilder des Südpols der Sonne, aufgenommen am 30. März 2022, zeigen eine Gruppe schwacher, kurzlebiger Merkmale, die mit kleinen Plasmastrahlen in Verbindung stehen, die aus der Sonnenatmosphäre ausgestoßen werden.
Lakshmi Pradeep Chitta vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Deutschland, Hauptautor des Artikels, der diese Arbeit beschreibt, erklärt: "Wir konnten diese winzigen Strahlen nur aufgrund der beispiellos hochauflösenden Bilder des EUI erkennen." Insbesondere wurden die Bilder im extrem ultravioletten Kanal des Hochauflösungs-Bildgebers von EUI aufgenommen, der das Millionen Grad heiße solare Plasma bei einer Wellenlänge von 17,4 Nanometern beobachtet.
Die Analyse zeigt, dass diese Merkmale durch den Ausstoß von Plasma aus der Sonnenatmosphäre verursacht werden.
Über viele Jahre hinweg haben Wissenschaftler erkannt, dass ein bedeutender Anteil des Sonnenwinds mit magnetischen Strukturen namens Koronallöcher in Verbindung steht. Diese Koronallöcher sind Regionen, in denen das magnetische Feld der Sonne nicht wieder in sie zurückführt, sondern sich stattdessen tief ins Sonnensystem erstreckt.
Plasma kann entlang dieser "offenen" magnetischen Feldlinien fließen und so den Sonnenwind erzeugen, der ins Sonnensystem strömt. Doch die entscheidende Frage lautet: Wie wird das Plasma eigentlich freigesetzt?
Bisher ging man davon aus, dass sich die heiße Corona aufgrund ihrer Temperatur von selbst ausdehnen würde, wodurch ein Teil des Plasmas entlang der Feldlinien entweichen könnte. Die neuen Forschungsergebnisse untersuchen jedoch das Koronalloch am Südpol der Sonne genauer und stellen die bisherige Annahme in Frage, dass der Sonnenwind nur in einem stetigen, kontinuierlichen Fluss erzeugt wird.
Die Forscher haben herausgefunden, dass der Sonnenwind nicht gleichmäßig fließt, sondern in Form winziger Strahlen, die aus den Koronallöchern stammen. Diese Löcher sind Bereiche in der äußeren Atmosphäre der Sonne, wo das Magnetfeld nicht zurück zur Sonne führt. Die winzigen Strahlen enthalten wenig Energie und sind weniger energetisch als sogar Nanofackeln. Sie werden von der Raumsonde Solar Orbiter entdeckt und könnten einen erheblichen Teil des Sonnenwinds ausmachen. Diese Erkenntnisse könnten auch auf andere Sterne zutreffen und enthüllen ein grundlegendes astrophysikalisches Phänomen. Die Sonde wird ihre Beobachtungsperspektive in den kommenden Jahren ändern, was noch mehr Einblick ermöglichen wird.
