Forscher beobachten erstmals Entstehung eines koronalen Massenauswurfs
Unsere Sonne stößt immer wieder große Wolken hochenergetischer Teilchen aus. Trifft ein solcher koronaler Massenauswurf auf das Magnetfeld der Erde, so kann es zu einem geomagnetischen Sturm kommen. Zu den Auswirkungen zählen nicht nur eindrucksvolle Polarlichter, sondern auch Funkstörungen und Schäden an Stromnetzen und Satelliten. Für die Vorhersage geomagnetischer Stürme ist eine genaue Kenntnis des Entstehungsprozesses der koronalen Massenauswürfe notwendig – doch daran hapert es bislang. Das könnte sich jetzt ändern: Erstmal gelang es einem Forscherteam, die Geburt eines Sonnensturms von ersten kleinen Störungen auf der Sonnenoberfläche bis zur Bildung eines großen koronalen Massenauswurfs detailliert zu beobachten.
Möglich gemacht hat diese Beobachtungen das Solar Dynamics Observatory SDO, ein am 11. Februar 2010 gestarteter Nasa-Satellit zur Erforschung der dynamischen Vorgänge auf der Sonne. Von seiner geostationären Umlaufbahn aus liefert der Satellit täglich etwa 1,5 Terabyte an Beobachtungsdaten über unser Zentralgestirn. So nehmen beispielsweise vier Kameras alle zehn Sekunden ein Bild der Sonnenoberfläche in HDTV-Qualität in acht Frequenzbereichen mit einer Auflösung von 725 Kilometern auf.
Im Fachblatt „Science Advances“ berichtet das Team um Rui Liu von der Universität Hefei in China und Bernhard Kliem von der Universität Potsdam über seine Beobachtungen eines koronalen Massenauswurfs am 13. Mai 2013 mit den Instrumenten des SDO. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass koronale Massenauswürfe zumeist mit Sonneneruptionen – also Strahlungsausbrüchen – einhergehen, die wiederum im Bereich von magnetisch aktiven Regionen mit großen Sonnenflecken auftreten. Die Sonnenforscher vermuteten, dass es oberhalb solcher Regionen zu einer Destabilisierung magnetischer Flussröhren kommen kann. Die damit einhergehende Neustrukturierung des Magnetfelds – Rekonnektion genannt – führt dann zum Ausstoß der hochenergetischen Teilchen.
Unklar blieb dabei, wo überhaupt die ursprüngliche magnetische Flussröhre herkommt. Das zeigen jetzt erstmals die Daten und Bilder des Solar Dynamics Observatory. An der Sonnenoberfläche treten ständig Mini-Flussröhren auf. Ab und an nun verschmelzen mehrere dieser „Plasmoide“. Das führt zur Bildung einer größeren Flussröhre, die mit immer höherer Geschwindigkeit aufsteigt, zu einer Röntgen-Eruption führt und schließlich den koronale Massenauswurf auslöst. „Unsere Beobachtungen zeigen den kompletten Entwicklungsprozess eines koronalen Massenauswurfs“, schreiben die Forscher. „Sie decken eine Vielzahl von Plasma-Phänomenen ab und überbrücken die Lücke zwischen der Mikro- und der Makrodynamik der Sonne.“ Damit ist ein wichtiger Schritt in Richtung auf eine Vorhersage von Sonnenstürmen getan.
Bildquelle: NASA