Mit einer innovativen neuen Kamera an Bord einer Forschungsrakete hat ein internationales Wissenschaftsteam die bislang schärfsten Bilder von der äußeren Sonnenatmosphäre gemacht. Das Team entdeckte “Schnellstraßen” und ein erstaunliches “Funkeln”, was dabei helfen könnte, ein lange bestehendes solares Rätsel zu lösen. Professor Robert Walsh von der University of Central Lancashire (UCLan) präsentierte die neuen Ergebnisse am Montag (1. Juli 2013) auf dem National Astronomy Meeting der Royal Astronomical Society in St. Andrews (Schottland).
Mit Partnern aus den Vereinigten Staaten und Russland nutzte das Team der UCLan eine Forschungsrakete, um den High Resolution Coronal Imager (Hi-C) der NASA von der White Sands Missile Range in New Mexico (USA) zu starten. Während des kurzen Fluges machte das Hi-C-Team Bilder der Sonnenatmosphäre (Sonnenkorona), die fünfmal schärfer sind als alle zuvor gemachten Aufnahmen und sammelte Daten mit einer Rate von etwa einem Bild pro fünf Sekunden.
Die neue Kamera beobachtete die Sonne im extremen Ultraviolettbereich und konzentrierte sich auf eine große, magnetisch aktive Sonnenfleckenregion. Die Bilder von Hi-C enthüllen eine Reihe neuer Strukturen in der Korona, darunter “Klumpen” aus Gas, das sich auf “Schnellstraßen” entlang bewegt und schnell blinkende, helle Punkte, die von der Gruppe als “Sparkles” (etwa: “Funkeln”) bezeichnet werden.
Video-Link: https://youtu.be/9j50LSqdxog
Hochauflösende Aufnahmen der Sonnenkorona. Oben sieht man das Plasma, das sich entlang der “Schnellstraßen” bewegt. Der Ausschnitt unten links zeigt das “Funkeln”. (NASA / MSFC, UCLan)
Auf den neuen Bildern erkennt man kleine Klumpen aus elektrisch geladenem Gas (Plasma), wie sie mit einer Temperatur von rund einer Million Grad Celsius Schnellstraßen entlang rasen, die vom Magnetfeld der Sonne geformt wurden. Diese Klumpen bewegen sich mit ungefähr 80 Kilometern pro Sekunde (die 235-fache Schallgeschwindigkeit auf der Erde) – das ist schnell genug, um die Entfernung zwischen Glasgow und London in sieben Sekunden zurückzulegen. Die “Schnellstraßen” sind etwa 450 Kilometer lang, was der Nord-Süd-Ausdehnung Irlands entspricht.
Der Materiefluss liegt im Innern eines sogenannten solaren Filaments, einer Region aus dichtem Plasma, das von der Sonne nach außen eruptieren kann. Diese Eruptionen werden koronale Massenauswürfe (coronal mass ejection, CME) genannt und schleudern Milliarden Tonnen Plasma in den Weltraum. Wenn ein koronaler Massenauswurf in die richtige Richtung weist, kann er mit der Erde interagieren und das Erdmagnetfeld stören. Solche “Weltraumwetter”-Ereignisse können zahlreiche zerstörerische Auswirkungen haben, angefangen bei der Beschädigung der Satellitenelektronik bis hin zur Überladung von Stromnetzen auf dem Boden. Die Entdeckung und Natur der solaren Schnellstraßen erlaubt Wissenschaftlern, die treibende Kraft dieser Eruptionen besser zu verstehen und hilft dabei, den Zeitpunkt von möglichen stattfindenden koronalen Massenauswürfen mit höherer Genauigkeit vorherzusagen.
Eine weitere neue Bilderserie könnte helfen, ein lange bestehendes solares Rätsel zu erklären. Astronomen haben sich lange schwergetan zu verstehen, warum die Korona mit einer Temperatur von zwei Millionen Grad Celsius rund 400 Mal heißer ist als die Sonnenoberfläche. Die Bilder von Hi-C enthüllen dynamische helle Punkte, die mit hoher Frequenz blinken.
Dieses “Funkeln” dauert typischerweise circa 25 Sekunden, ist etwa 680 Kilometer groß und setzt mit jedem Ereignis mindestens 1024 (eine Million Millionen Millionen Millionen) Joule an Energie frei. Das ist ungefähr das 10.000-fache des jährlichen Energieverbrauchs der Bevölkerung des Vereinigten Königreichs (basierend auf Daten des UK Department of Energy and Climate Change). Das Funkeln ist ein deutliches Signal dafür, dass enorme Energiemengen in die Korona transportiert werden und dann schlagartig freigesetzt werden könnten, um das Plasma aufzuheizen.
Der Sonnenphysiker Professor Robert Walsh, Forschungsdirektor der UCLan, ergänzte: “Ich bin unglaublich stolz auf die Arbeit meiner Kollegen bei der Entwicklung von Hi-C. Die Kamera ist effektiv betrachtet ein Mikroskop, das uns kleinräumige Ereignisse auf der Sonne in beispiellosen Einzelheiten verfolgen lässt. Erstmals können wir die detaillierte Natur der Sonnenkorona untersuchen, was uns hilft vorherzusagen, wann Ausbrüche aus dieser Region sich möglicherweise in Richtung Erde bewegen.”
Der Sonnenphysiker Dr. Jonathan Cirtain vom Marshall Space Flight Center der NASA, leitender Wissenschaftler der Hi-C-Mission, sagte: “Unser Team hat ein außergewöhnliches Instrument mit einer revolutionären Bildauflösung der solaren Atmosphäre entwickelt. Wir haben uns die starke Sonnenaktivität zunutze gemacht, um uns auf einen aktiven Sonnenfleck zu konzentrieren und erhielten diese bemerkenswerten Bilder.”
(THK)
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