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Lahme Sonne

Astronomie|Physik

Lahme Sonne
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Hat die Theorie zur Entstehung von Sonnenflecken ausgedient? Bild: NASA
Auf Bildern des Solar Dynamics Observatory scheint die Sonne regelrecht zu brodeln. Doch der Schein trügt: Das Plasma unter der Oberfläche bewegt sich nur mit Schrittgeschwindigkeit vorwärts, berichten jetzt Forscher um Shravan Hanasoge vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau. Das heiße Gas ist damit viel langsamer als gedacht. Die bislang überzeugendsten Theorien zur Entstehung der Sonnenflecken und des solaren Magnetfeldes stehen damit vor dem Aus.

Die Hitze, die die Sonne durch Kernfusion in ihrem Kern erzeugt, wird im äußeren Drittel des Sterns durch Konvektion nach außen transportiert. In der etwa 200.000 Kilometer dicken Konvektionszone steigt heißes Plasma noch oben, kühlt sich an der Oberfläche ab und sinkt wieder nach unten. Die Bewegung des elektrisch geladenen, heißen Gases erzeugt derzeitigen Theorien zufolge das starke Magnetfeld der Sonne, inklusive der Sonnenflecken und des elfjährigen Aktivitätszyklus.

Bislang konnten Sonnenforscher allerdings nicht besonders tief in die Konvektionszone hineinblicken. Wie sich das Plasma dort bewegt, mussten sie daher durch theoretische Überlegungen ermitteln. Doch auch Modellierungen hatten ihre Tücken, da die physikalischen Bedingungen in der Konvektionszone ziemlich extrem sind. Bisher gingen die Forscher davon aus, dass das Plasma mit Geschwindigkeiten zwischen 20 und 100 Metern pro Sekunde weiterströmt.

Hanasoge und seine Kollegen nutzten jetzt das Solar Dynamics Obervatory der NASA, um eine Art Tomographie der Sonne vorzunehmen. Mit ihrem Verfahren, der Helioseismologie, können sie das Gestirn ähnlich durchleuchten wie ein Ultraschallgerät oder ein Kernspintomograph einen menschlichen Körper. Dazu registriert die Kamera des Weltraum-Observatoriums die Bewegungen der körnigen Strukturen auf der Sonnenoberfläche.

Bei den Messungen zeigte sich, dass die Geschwindigkeit des Plasmas in der Konvektionszone nur etwa ein Hunderstel des bislang vermuteten Wertes beträgt. ?Wenn die Sonne wirklich so langsam ist, dann ist die am besten akzeptierte Theorie zur Entstehung des solaren Magnetfeldes erledigt?, sagt Hanasoge. ?In diesem Fall hätten wir keine überzeugende Theorie, um die Entstehung des Magnetfeldes zu erklären. Unser Verständnis von der Physik des Sonneninneren bedürfte einer Generalüberholung.?

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Shravan Hanasoge (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau) et al: PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, 10.1073/pnas.1206570109 © wissenschaft.de – Ute Kehse
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