Auroras werfen Licht auf die Vorgänge in solaren Flares

Aurora Borealis über Bear Lake, Alaska, USA. (Joshua Strang, USAF)
Aurora Borealis über Bear Lake, Alaska, USA. (Joshua Strang, USAF)

Astrophysiker der University of Glasgow untersuchen die Nord- und Südlichter, um unser Wissen über Sonnenausbrüche (Flares) zu erweitern. In einer neuen Abhandlung berichten Forscher der School of Physics and Astronomy, dass magnetische Wellen, die zur Entstehung von Auroras auf der Erde beitragen, der Energie von solaren Flares helfen könnten, zehntausende Kilometer in weniger als einer Sekunde zurückzulegen. Die Studie wurde im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Solare Flares sind die größten Explosionen des Sonnensystems – gewaltige Ausbrüche, die stärker als zig Millionen Wasserstoffbomben sind und das Sonnensystem mit UV-Licht, Röntgenstrahlen, hochenergetischen Teilchen und ausgedehnten Magnetfeldern und Plasma fluten. Starke Stürme, obwohl selten, können Kraftwerke, Satelliten, globale Navigationssatellitensysteme, den polaren Luftverkehr, die Gesundheit von Astronauten und digitale Kontrollsysteme bedrohen. Im Jahr 1989 verursachte ein Flare einen Stromausfall, von dem sechs Millionen Menschen in der gesamten kanadischen Provinz Québec betroffen waren.

Dr. Alexander Russell, Royal Commission for the Exhibition of 1851 Research Fellow an der University of Glasgow, sagte: “Wenn Flares auftreten, werden riesige Energiemengen in weniger als einer Sekunde tausende Kilometer weit transportiert. Was Astrophysiker wissen wollen ist: Wie gelangt die Energie der Flares von weit oberhalb der sichtbaren Sonnenoberfläche (wo sie freigesetzt wird) hinunter bis kurz oberhalb der Oberfläche, von wo sie dann in den Weltraum abgestrahlt wird?

“Die derzeitige Erklärung schlägt vor, dass der Flare Elektronen auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt und die Elektronen die Energie mit sich führen. Die Elektronenstrahlen sollten sich allerdings selbst unterbrechen, wenn sie die komplette Energie des Flares transportieren, also müssen wir eine andere Möglichkeit finden, wie zumindest ein Teil der Energie übertragen werden kann.” Die Antwort könnte von einem der Naturwunder unseres Planeten gegeben worden sein.

Auroras, gemeinhin als Nord- und Südlichter bekannt, haben eine fast übernatürliche anmutende Beschaffenheit und erscheinen als vielfarbige Vorhänge aus Licht, das am Nachthimmel schimmert. Während der Auroras transportieren magnetische Wellen Energie entlang des Erdmagnetfeldes nach unten. Wenn die Energie in relativ geringen Höhen zwischen 100 und 10.000 Kilometern freigesetzt wird, trägt sie zur Erzeugung der berühmten, lebhaften Farben der Auroras bei.

Dr. Russell ergänzte: “Unser Wissen über die Auroras auf der Erde hat uns geholfen, Computermodelle der Sonnenatmosphäre zu erstellen. Wenn wir die Modelle mit magnetischen Wellen laufen lassen, transportieren die Wellen Energie in Richtung der Sonnenoberfläche und erzeugen eine Aufheizung in der Chromosphäre, einer Schicht mit niedriger Temperatur. Die Aufheizung dieser Schicht steigert deren Helligkeit und unterstützt den Flare.”

Die Theorie, dass magnetische Wellen Energie in solaren Flares transportieren, wurde ursprünglich im Jahr 2008 von Dr. Lyndsay Fletcher von der University of Glasgow aufgestellt, die an der neuen Studie als Co-Autorin mitwirkte. Sie sagte: “Die von uns entdeckte Aufheizung zielt insbesondere auf den Teil der Sonnenatmosphäre, der sichtbare ‘Weißlicht’-Emissionen produziert. Das ist eine wichtige Entdeckung, weil diese Region dafür bekannt ist, sich während eines Flares aufzuheizen, aber nicht von Elektronen erreicht werden kann.”

“Das Advanced Technology Solar Telescope, das momentan auf Hawaii gebaut wird, wird die Weißlicht-Emissionen von Flares beobachten. Wir hoffen daher, dass die Beobachtungsstudien Gebrauch von unserer Arbeit machen werden. Das IRIS-Weltraumteleskop der NASA, das UV-Licht von der Sonne beobachtet, sollte ebenfalls von unseren Ergebnissen profitieren.” Die University of Glasgow hat eine stolze Geschichte bezüglich der Beteiligung an der Erforschung solarer Flares. Beispielsweise wurde die Arbeit von Professor John Brown über die Produktion von Röntgenstrahlen durch schnelle Elektronen in solaren Flares zu einem zentralen Teil unseres Verständnisses dieser Ereignisse. “Wir sind stolz, mit dieser Forschungsarbeit etwas zu diesem kostbaren Vermächtnis beisteuern zu können.”

Dr. Russel und Dr. Fletcher sind Mitglieder der Astronomy and Astrophysics Gruppe an der SUPA School of Physics and Astronomy der University of Glasgow. Ihre Forschung wurde von der Royal Commission for the Exhibition of 1851, der Leverhulme Foundation, dem STFC und dem von der EU finanzierten Projekt HESPE unterstützt. Ihre Abhandlung mit dem Titel “Propagation of Alfvénic Waves from Corona to Chromosphere and Consequences for Solar Flares” wurde im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Quelle: http://www.gla.ac.uk/news/headline_270276_en.html

(THK)

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