ALMA-Teleskope zeigen unseren Heimatstern erstmals im Millimeter-Licht Neuer Blick auf unsere Sonne - scinexx | Das Wissensmagazin
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ALMA-Teleskope zeigen unseren Heimatstern erstmals im Millimeter-Licht

Neuer Blick auf unsere Sonne

Diese ALMA-Aufnahme eines riesigen Sonnenflecks entstand bei einer Wellenlänge von 1,25 Millimetern. Im Zentrum solcher Flecken herrscht eine niedrigere Temperatur als in den umgebenden Regionen, so dass sie relativ dunkel erscheinen. © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Tiefer Einblick: Astronomen können jetzt tiefer als bisher in die brodelnde Oberfläche der Sonne hineinschauen. Möglich wird dies durch die ALMA-Teleskope in Chile. Sie wurden eigens so angepasst, dass der direkte Blick in die Sonne die sensiblen Detektoren nicht schädigen kann. Erste Aufnahmen zeigen die Chromosphäre unter einem gewaltigen Sonnenfleck – und damit Prozesse, die knapp unter der sichtbaren Oberfläche der Sonne liegen.

Normalerweise richtet das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile seine Teleskopaugen eher in die Tiefen des Weltalls. Mit ihm beobachteten Astronomen bereits die Geburt eines Dreifachsterns, spürten eine Dunkle Galaxie auf und lösten das Rätsel der geheimnisvollen Lyman-Alpha-Klumpen.

Umrüstung der sensiblen Optik

Jetzt jedoch haben die ALMA-Teleskope ein ganz neues, viel näher liegendes Ziel anvisiert: unsere Sonne. Für die sensible Teleskop-Optik ist dies wegen der großen Nähe unseres Sterns nicht ungefährlich: Am schwedischen ESO-Submillimeter-Teleskop (SEST) brach sogar ein Feuer am Sekundärspiegel aus, nachdem das Teleskop versehentlich auf die Sonne gerichtet wurde.

Um die ALMA-Antennen vor solchen Schäden zu schützen, mussten ihre Empfänger in 30 Monaten Arbeit neu konfiguriert werden. Nur so können sie die Sonne in außerordentlicher Detailtreue mit der Radio-Interferometrietechnik abbilden, ohne durch die enorme Hitze des gebündelten Sonnenlichts beschädigt zu werden.

Blick in die Chromosphäre

Durch ALMA wird es erstmals möglich, in die Chromosphäre der Sonne zu blicken – und damit die Region, die unmittelbar oberhalb der sichtbaren Oberfläche der Sonne liegt. Damit haben sich die Möglichkeiten zur Beobachtung und Erforschung der Physik unseres nächsten Sterns um eine wichtige Komponente erweitert. Das Teleskop kann so tief in die Sonne hineinblicken, weil es den Stern im relativ langwelligen Millimeter- und Submillimeter-Wellenbereich des Lichts aufnimmt.

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Die Sonne im ultravioletten Licht, aufgenommen vom Solar Dynamics Observatory der NASA (links), und Aufnahmen im Millimeter-Wellenlängenbereich durch ALMA. © NASA/SDO, ALMA

„Wir sind den Anblick unserer Sonne im sichtbaren Licht gewohnt, aber dies kann uns nicht alles über die dynamische Oberfläche und Atmosphäre unseres Sterns verraten“, erklärt Tim Bastian vom US National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville. „Um die Sonne ganz zu verstehen, müssen wir sie im gesamten elektromagnetischen Spektrum untersuchen – darunter auch im Millimeter- und Submillimeterbereich, den ALMA abdeckt.“

Herz eines Sonnenflecks

Unter den ersten Aufnahmen der Sonne im Millimeterlicht ist ein Blick in das dunkle, gekrümmte Herz eines Sonnenflecks. Allein sein Zentrum ist fast doppelt so groß wie unsere Erde. Die Helligkeitsunterschiede der Aufnahme spiegeln die Temperaturunterschiede in der solaren Chromosphäre an dieser Stelle wider: Zonen besonders starker Magnetkräfte sind kühler und daher dunkler.

Die ALMA-Teleskope beobachten die Sonne in zwei verschiedenen Wellenlängen, bei 1,25 und bei 3 Millimetern. Das ermöglicht es, an der gleichen Stelle verschieden tief in die Chromosphäre zu blicken. Beim Sonnenfleck enthüllt dies, dass die Temperaturvariationen in verschiedenen Schichten der Chromosphäre auch unterschiedlich verteilt sind.

(ESO, 18.01.2017 – NPO)

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