Drei Jahre SDO – Die Highlights des dritten Beobachtungsjahres

Am 11.Februar 2010 brachte die NASA ein beispielloses Sonnenobservatorium in den Weltraum. Das Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA flog an Bord einer Atlas-V-Rakete ins All und trägt Instrumente, von denen Wissenschaftler sich erhofften, dass sie die Beobachtungen der Sonne revolutionieren würden. Dem Plan zufolge sollte das SDO unglaublich hochauflösende Daten der gesamten Sonnenscheibe im Sekundentakt bereitstellen.

Als das Wissenschaftsteam im April 2010 seine ersten Aufnahmen veröffentlichte, übertrafen die SDO-Daten die Hoffnungen und Erwartungen von Jedem und lieferten erstaunlich detaillierte Aufnahmen der Sonne. In den vergangenen drei Jahren haben die SDO-Aufnahmen weiterhin atemberaubende Bilder und Videos von eruptiven Ereignissen auf der Sonne gezeigt. Diese Aufnahmen sind mehr als nur schön, sie sind genau die Daten, die von Wissenschaftlern untersucht werden. Durch die Hervorhebung verschiedener Lichtwellenlängen können die Forscher verfolgen, wie sich Materie auf der Sonne bewegt. Solche Bewegungen offenbaren wiederum Anhaltspunkte darüber, was diese riesigen Explosionen verursacht, die (sofern sie in Richtung Erde zeigen) Weltraumtechnologien stören können.

In seinem dritten Beobachtungsjahr hat das SDO allerdings auch mehrere neue, unerwartete Türen zu wissenschaftlicher Forschung geöffnet. Während des vergangenen Jahres verbrachten Wissenschaftler viel Zeit mit dem Grübeln über Beobachtungsdaten von Kometen. Kometen, die nahe an der Sonne vorbeiziehen – Sungrazer (Sonnenstreifer) genannt – wurden lange Zeit beobachtet, wenn sie sich in Richtung Sonne bewegten, jedoch wurde die Sicht immer durch das helle Licht der Sonne verdeckt, wenn die Kometen ihr zu nahe kamen. Aber das SDO hat jetzt Aufnahmen zweier Kometen gemacht, als sie nahe an der Sonne vorbeiflogen.

Im Dezember 2011 flog der Komet Lovejoy direkt durch die Sonnenkorona, gefolgt von seinem langen Schweif. Das SDO schickte Bilder des langen Kometenschweifs zurück, wie er von sonnennahen Prozessen hin- und hergeschleudert wurde. Solche Kometenschweife bewegen sich in Reaktion auf das sonst unsichtbare Magnetfeld der Sonne, deswegen können sie auch als Indikator des komplexen Magnetfeldes in der oberen Korona dienen, was Wissenschaftlern eine einzigartige Möglichkeit zur Beobachtung der dortigen Bewegungen bietet. Beobachtungen des langen Schweifs aus Wasserdampf und dem Material, das der Komet verloren hat, und die Art, wie es in der intensiven Sonnenstrahlung verdampft, könnten auch verwendet werden, um die atomare Materie und ihre [Mengen-] Verhältnisse in der Korona zu studieren. Das dritte Jahr des SDO brachte daher zwei Forschungsgemeinschaften zusammen: Kometenforscher, die Sonnenbeobachtungen für ihre Studien nutzen können und Sonnenwissenschaftler, die Kometenbeobachtungen für die Untersuchung der Sonne nutzen können.

Die Highlights des dritten Beobachtungsjahres. (NASA / GSFC)

Das zweite neue Highlight des dritten Beobachtungsjahres fand am 5. Juni 2012 statt, als die Venus von der Erde aus gesehen vor der Sonne vorbeizog – ein Ereignis, das für mehr als 100 Jahre nicht wieder geschehen wird. Die SDO-Kameras wurden auf den Transit gerichtet, um bei der Kalibrierung der Instrumente zu helfen und mehr über die Atmosphäre der Venus zu erfahren. Die Punkte, an denen die Venus die Sonnenscheibe zuerst berührte und sie später wieder verließ, waren bis ins kleinste Detail bekannt. So konnte das SDO diese Informationen benutzen, um sicherzustellen, dass seine Aufnahmen exakt auf den solaren Norden ausgerichtet sind und seine Ausrichtung bis auf ein Zehntel eines Pixels kalibrieren. Wissenschaftler zeichneten auch auf, wie das extreme ultraviolette Licht der Sonne die Venusatmosphäre durchquerte, um mehr darüber zu erfahren, welche Elemente auf dem Planeten existieren.

Das dritte neue Gebiet der SDO-Daten stammt von einer schon immer gewünschten Quelle, dem Helioseismic and Magnetic Imager (HMI). Das Instrument liefert Echtzeitkarten der magnetischen Felder von der gesamten Sonnenoberfläche und zeigt, wie stark sie sind und erstmals auch, in welche Richtung sie weisen. Weil das Instrument einen Datentyp bereitstellt, der nie zuvor gesammelt wurde, hat es ein ganz neues Gebiet für die wissenschaftliche Forschung geöffnet. Die Veränderung und Neuausrichtung magnetischer Felder finden im Innersten von Sonneneruptionen statt, deshalb sind auch diese Daten entscheidend. Wissenschaftler haben im letzten Jahr Zeit damit verbracht herauszufinden, wie man aus den Daten am besten visuelle Karten erzeugen könnte und wie man sie interpretiert. Die HMI-Bilder werden liebevoll als „Igel-Bilder“ („Hedgehog pictures“) bezeichnet, weil sie spitze Stacheln zeigen – wie Linien, die aus der Sonne heraus oder in sie hineinragen.

Die Untersuchung derart komplexer magnetischer Bewegungen innerhalb der Sonne kann Forschern helfen, die komplexen Magnetfelder in der Sonnenumgebung zu verstehen, die zu den Eruptionen führen, welche wiederum Weltraumwettereffekte in Erdnähe und bei anderen Objekten im Sonnensystem auslösen können. Letztendlich könnte die Forschung an diesen stetig wechselnden Magnetfeldern zu einer verbesserten Warnung vor solchen Aktivitäten führen, die Strahlung, Teilchen und Magnetfelder in Richtung Erde schicken können und manchmal Technologien auf der Erde und anderen Planeten stören.

Das SDO ist die erste Mission des Living With a Star Programms, dessen Ziel es ist, das notwendige wissenschaftliche Verständnis zu entwickeln, um Aspekte des Sonne-Erde-Systems anzugehen, die unser Leben und unsere Gesellschaft direkt beeinflussen. Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland) konstruierte, betreibt und leitet den SDO-Satelliten für das Science Mission Directorate in Washington, D.C.

Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/sdo/news/sdo-year3.html

(THK)