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Dienstag, 26.09.2017
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Sonne: Riesenwellen als Energietransporter

Erster direkter Nachweis von „Sausage”-Wellen in Magnetpore der Sonnenoberfläche

Gewaltige Wellen übertragen Energie vom Sonneninneren an ihre Oberfläche – so die Theorie. Erst jetzt ist es Astronomen gelungen, das Austreten solcher Wellen durch eine der dunklen Magnetporen auch direkt zu beobachten. Ihre im „Astrophysical Journal“ veröffentliche Entdeckung könnte auch dazu beitragen, das Rätsel der koronaren Heizung aufzuklären – die Frage, warum die solare Atmosphäre so viel heißer ist als die Sonnenoberfläche.
Nahaufnahme eines Sonnenflecks

Nahaufnahme eines Sonnenflecks

Die Sonne ist von einem komplexen Netzwerk aus magnetischen Feldlinien umgeben. Ihre Wechselwirkungen mit ihrem Umfeld und untereinander sind es, die für die meisten der spektakulären solaren Phänomene vom Plasmaausbruch bis zum Sonnensturm verantwortlich sind. Die Stellen, an denen die Magnetlinien aus dem Sonneninneren in die mehr als eine Million Grad heiße Sonnenatmosphäre austreten, bilden dunkle Regionen auf ihrer Oberfläche. Ihre Größe rangiert von kleinen „Poren“ bis zu den sogar von der Erde aus sichtbaren Sonnenflecken.

„Wurstwellen” als Energieträger?


Einer Theorie nach wird die Energie an der Sonnenoberfläche in Form spezieller Wellen weitergegeben. Diese so genannten „Sausage”-Wellen, übersetzt „Wurstwellen”, sind bisher zwar theoretisch postuliert, aber noch nie direkt beobachtet worden. Genau dies gelang jetzt einem Team von Astronomen der Universitäten Sheffield und Belfast. Sie untersuchten eine der dunkeln Magnetporen der Sonne mit Hilfe des Dunn Solar Telescope im amerikanischen Sacramento Peak. Das an der Pore austretende Magnetfeld ist mehr als tausendfach stärker als das Magnetfeld der Erde.

Erster Nachweis in Magnetpore


Die Forscher beobachteten die Magnetpore, die etwa die Größe von Großbritannien aufweist, mit dem speziellen am Dunn Solar Telescope installierten Instrument ROSA („Rapid Oscillations of the Solar Atmosphere”). Damit gelang es ihnen erstmals, die vorhergesagten „Wurstwellen“ auf der Sonnenoberfläche nachzuweisen. Im Rhythmus der Wellen wuchs und schrumpfte die beobachtete Magnetpore periodisch – dies gilt als eines der charakteristischen Anzeichen für eine solche Welle. Die Magnetpore ist offenbar nicht nur die Austrittsöffnung der Magnetfeldlinien, sondern transportiert auch große Mengen an Energie aus dem Inneren an die Sonnenoberfläche.

Aufschluss über Rätsel der koronaren Hitze erhofft


„Das ist eine faszinierende Entdeckung”, erklärt Robertus von Fay-Siebenburgen, Professor für solare Physik an der Universität Sheffield. „Es ist das erste Mal dass solche ‚Sausage‘-Wellen in solchem Detail in der Sonne detektiert worden sind. Diese Wellen nun zu analysieren könnte uns einen Schritt näher an das Verstehen der physikalischen Mechanismen in der Atmosphäre eines Sterns bringen.“


Unter anderem erhoffen sich die Forscher Aufklärung über das noch immer rätselhafte Phänomen der koronaren Heizung – der Tatsache, dass die solare Atmosphäre mehr als tausendfach heißer ist als die Sonnenoberfläche. Die jetzige Erkenntnis, dass durch die Magnetporen ein Energietransfer gewaltgien Ausmaßes stattfindet, könnte hier helfen. Anhand weiterer ROSA-Aufnahmen wollen die Wissenschaftler nun auch die feineren Substrukturen der Magnetporen aufklären und so mehr über Vorgänge in diesen Gebieten erfahren. (The Astrophysical Journal, 2011; DOI: 10.1088/2041-8205/729/2/L18)
(University of Sheffield, 02.03.2011 - NPO)
 
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