SONNE
Magnetische Wellen heizen Korona 
von Rainer Kayser
29. Juli 2011

Seit Langem rätseln Wissenschaftler darüber, warum die Korona der Sonne mit Temperaturen von über einer Million Grad Celsius um so viel heißer ist als ihre sichtbare Oberfläche. Als Ursache für die Aufheizung galten bestimmte magnetische Wellen. Neue Beobachtungen mit dem Solar Dynamics Observatory konnten diesen Verdacht nun erhärten.

Aufnahme der Sonne des Solar Dynamics Observatory von heute. Bild: NASA/SDO und das AIA-Wissenschaftsteam [Großansicht]

Magnetische Wellen transportieren genügend Energie in die äußere Sonnenatmosphäre, um die Korona auf über eine Million Grad aufzuheizen und den Sonnenwind anzutreiben. Das zeigen Messungen mit einem Spezialsatelliten der NASA, über die ein internationales Forscherteam im Wissenschaftsmagazin Nature berichtet. Die magnetischen Wellen sind demnach über tausend Mal stärker, als frühere Beobachtungen vermuten ließen.

"Die neuen Satelliten-Beobachtungen erlauben uns erstmals einen genauen Blick darauf, wie Energie und Materie durch die äußere Atmosphäre der Sonne transportiert wird", erläutert der Leiter der Studie, Scott McIntosh vom High Altitude Observatory in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. Mit einer Temperatur von über einer Million Grad ist die Korona um ein Vielfaches heißer als die Oberfläche der Sonne. Aus der Korona strömt ein Partikelstrom mit einer Geschwindigkeit von mehreren hundert Kilometern pro Sekunde ins Sonnensystem hinaus, der Sonnenwind.

Seit Langem vermuten die Forscher, dass so genannte Alfvén-Wellen für die Aufheizung der Sonnenkorona und den Antrieb des Sonnenwinds verantwortlich sind. Alfvén-Wellen sind spezielle magnetische Schwingungen in einem Plasma, also einem Gas, dessen Atome ionisiert sind. Tatsächlich konnten 2007 erstmals Alfvén-Wellen in der Sonnenatmosphäre nachgewiesen werden - doch ihre Häufigkeit und ihre Stärke waren erheblich zu gering, um ausreichend Energie für die Korona und den Sonnenwind zu liefern.

McIntosh und seine Kollegen haben die Sonnenatmosphäre nun mit dem im Februar gestarteten Solar Dynamics Observatory beobachtet. Die Instrumente des Satelliten-Observatoriums zeigen Einzelheiten mit einer Größe bis hinab zu fünfhundert Kilometern - und das alle zwölf Sekunden. Insbesondere die hohe zeitliche Auflösung ist wichtig, um die schnell ablaufenden dynamischen Vorgänge in der Atmosphäre der Sonne zu erfassen. Während die neuen Messungen zeigen, dass die Energie der Alfvén-Wellen ausreichend für die Aufheizung der Korona ist, lassen sie aber weiterhin eine wichtige Frage offen: Wie geben die Wellen ihre Energie an das Gas ab? Die Beobachtungen von McIntosh und seinem Team können nun aber auch die Grundlage für ein besseres theoretisches Verständnis dieser Vorgänge bilden.