Verstricktes Sonnenmagnetfeld schickt Teilchen in unerwartete Richtungen - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Verstricktes Sonnenmagnetfeld schickt Teilchen in unerwartete Richtungen

Hochenergetische Teilchen, die bei Explosionen auf der Sonne freigesetzt werden, verhalten sich nicht unbedingt so, wie es die Theorie vorhersagt. Die Partikel, die Astronauten und Satelliten gefährlich werden können, tauchen unverhofft auch ganz woanders auf als gedacht, hat der Sonnenphysiker Ming Zhang vom Florida Institute of Technology herausgefunden.

Geladene Teilchen folgen gewöhnlich den Magentfeldlinien der Sonne, wenn sie sich durch das Planetensystem bewegen. Das gewaltige Magnetfeld der Sonne reicht bis weit hinter die Bahn des Planeten Pluto. Da die Sonne sich um ihre eigene Achse dreht, durchziehen die Feldlinien den interplanetaren Raum in einer riesigen Spirale, der so genannten Parker-Spirale.

Doch am 14. Juli 2000 zeigte sich, dass die Parker-Spirale einige Knoten und Schlingen besitzt. An diesem Tag kam es zu einer so genannten koronaren Massenejektion, einer gewaltigen Gasexplosion, die sich an einem riesigen Sonnenfleck fast genau gegenüber der Erde ereignete. An den Sonnenflecken verknäulen sich die Magnetfeldlinien, bis die Spannung sich in einer koronaren Massenejektion entlädt. Während die Erde mit den Folgen des Teilchensturms zu kämpfen hatte – einige Satelliten wurden außer Gefecht gesetzt, Polarlichter waren bis nach Texas zu sehen – beobachtete die Raumsonde Ulysses das Geschehen sozusagen von unten. Die speziell zur Sonnebeobachtung konstruierte Sonde befand sich zum Zeitpunkt der Explosion etwa auf 60 Grad südlicher Sonnenbreite. Auch dort kamen geladene Teilchen von der Explosion an. Zunächst kamen sie aus der erwarteten Richtung. „Sie folgten der Parker-Spirale“, sagt Zhang. Doch nach einigen Stunden änderte sich das: Plötzlich trafen relativistische Protonen aus einer Richtung ein, die um 90 Grad zur ursprünglichen Richtung versetzt war. „Der Fachbegriff dafür ist Diffusion quer zum Feld“, sagt Zhang, „Das passiert dann, wenn Magnetfeldlinien sich verheddern.“ In so einem Fall könnten die geladenen Teilchen von einer der verknoteten Linien zur anderen driften und dadurch einen völlig unvorhersehbaren Weg einschlagen. Das sei Besorgnis erregend, sagt Zhang, weil die Vorhersage der Bahn solcher Teilchen entscheidend für die Sicherheit von Astronauten sei. Noch sei unbekannt, wo im Sonnensystem die Knotenpunkte seien, so Zhang, doch mit Hilfe von Ulysses könnten sie demnächst gefunden werden.

Mehr zum Thema Sonnenaktivität finden Sie im Archiv von wissenschaft.de.

Ute Kehse
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