Wie die Sonne ihre Energie verschleudert

Bei der Lösung des Rätsels, wieso die äußerste Atmosphäre der Sonne, die Korona, viel heißer ist als die Sonnenoberfläche, ist ein Team um Steve Tomczyk einen entscheidenden Schritt weiter gekommen. Die Forscher wiesen eine bestimmte Sorte elektromagnetischer Wellen nach, die Energie aus dem Sonneninneren nach außen transportieren kann.
Die Korona ist von der Erde aus normalerweise nur während einer totalen Sonnenfinsternis zu sehen. Ihr schwaches Licht wird von dem der Sonne völlig überstrahlt. Obwohl die Korona aus einem dünnen Plasma besteht, herrscht dort eine extreme Hitze von zwei Millionen Grad. Die Oberfläche der Sonne, die Photosphäre, ist dagegen nur 6.000 Grad Celsius heiß. Woher die nötige Energie zum Aufheizen der Korona kommt, wissen Sonnenforscher bislang nicht genau. Sie haben aber einen Verdacht: Über bestimmte elektromagnetische Wellen, die so genannten Alfvén-Wellen, könnte die Energie vom Sonneninneren nach außen transportiert werden.

Im Gegensatz zu vielen anderen Wellen, die sich innerhalb des Sonnenballs ausbreiten, konnten die Sonnenforscher Alfvén-Wellen in der Korona bislang nicht nachweisen, weil die verwendeten Instrumente dafür nicht empfindlich genug waren. Tomczyk und seine Kollegen nutzten nun ein neues Instrument, das "Coronal Multichannel Polarimeter" (CoMP), das am National Solar Observatory in Sacramento Peak, New Mexico, installiert und zuvor am Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung der USA in Boulder (US-Staat Colorado) entwickelt wurde. Das Polarimeter nimmt alle 15 Sekunden Geschwindigkeit, Polarisation und Lichtintensität der Korona auf.

"Unsere Beobachtungen erlauben uns, diese Oszillationen zweifelsfrei als Alfvén-Wellen zu identifizieren", sagt Co-Autor Scott McIntosh vom Southwest Research Institute in Boulder. "Die Wellen sind die ganze Zeit sichtbar, und sie breiten sich überall in der Korona aus, was anfangs eine Überraschung für uns war." Über die Alfvén-Wellen können die Forscher die Lage und Intensität des Sonnenmagnetfeldes innerhalb der Korona identifizieren.

Die Wellen haben allerdings nicht genug Energie, um die Korona nennenswert zu heizen, schreiben die Wissenschaftler. Allerdings könnte es andere, bislang noch nicht nachgewiesene Alfvén-Wellen geben, die dazu in der Lage sind. Die weitere Beobachtung der Korona könnte auch dabei helfen, Sonnenstürme vorherzusehen, die Astronauten außerhalb des Erdmagnetfeldes gefährden, sagt Steve Tomczyk: "Wenn wir zum Mond oder zum Mars wollen, müssen wir verstehen, was auf der Sonne vor sich geht."
Steve Tomczyk (National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado) et al.: Science Bd. 317, S. 1192

Ute Kehse


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