SONNE
Neues zur Heizung der Korona
Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
astronews.com
6. November 2018

Die sichtbare Oberfläche der Sonne hat eine Temperatur von rund 5500 Grad Celsius. In einer dünnen Schicht darüber, der Korona, ist es allerdings deutlich heißer. Sichtbar wird die Korona beispielsweise bei einer totalen Sonnenfinsternis. Neue Beobachtungen mit zwei Weltraumteleskopen konnten nun einen Mechanismus nachweisen, durch den sich die Korona aufheizt.

Aufnahme der verdunkelten Sonne während der totalen Sonnenfinsternis am 21. August 2017. Die Korona der Sonne ist deutlich zu erkennen. Das Bild wurde aus mehreren Aufnahmen zusammengesetzt. Bild: ESO /P. Horálek / Solar Wind Sherpas project [Großansicht]

Einem internationalen Team ist erstmals der Nachweis von Pseudo-Stoßwellen in der Korona der Sonne gelungen, die ausreichend Energie erzeugen, um das Plasma in der Sonnenatmosphäre aufzuheizen. Die höhere Atmosphäre der Sonne (Korona) erreicht Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius, hundertmal heißer als das Plasma auf der Sonnenoberfläche, der Photosphäre.

In einer dünnen Schicht von nur einigen hundert Kilometern Dicke steigt die Temperatur abrupt an. Die dazu erforderliche Energie wird vermutlich aus den dichten unteren Schichten entlang des Magnetfelds transportiert und in der Korona umgewandelt, wodurch das Plasma aufgeheizt wird. Dieser Prozess konnte jedoch noch nicht durch Beobachtungen nachgewiesen werden.

Simultane Beobachtungen in unterschiedlichen Wellenlängen mithilfe des Interface Region Imaging Spectrometer (IRIS) und des Solar Dynamics Observatory der NASA haben erstmals die allgegenwärtige Präsenz von Pseudo-Stoßwellen um Sonnenflecken, also große magnetische Strukturen auf der Sonnenoberfläche, nachgewiesen, durch die Energie in die darüber liegende Korona transferiert wird. Anders als normale Stoßwellen weist die Pseudo-Version Diskontinuitäten in der Massendichte und Temperatur auf, während der Druck gleichbleibt.

"Die beobachteten Pseudo-Stoßwellen haben genügend Energie und Masse, um den Strahlungs- und Masseverlust zu kompensieren", sagt Teimuraz Zaqarashvili vom Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, der an der Studie beteiligt war. "Es ist uns gelungen, die beobachteten Pseudo-Stoßwellen durch numerische Simulationen von teilweise ionisierten Plasmagleichungen zu reproduzieren, womit die Beobachtungen mit der Theorie völlig übereinstimmen."

Die Studie wird auch zukünftige Modellrechnungen und Beobachtungen im Rahmen der Mission Solar Orbiter vorantreiben. Diese ESA-Mission mit starker amerikanischer Beteiligung wird 2020 starten und sich der Physik der Sonne und Heliosphäre widmen.

Über die Ergebnisse berichtete das Team im vergangenen Monat in der Zeitschrift Nature Astronomy.