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Auslöser einer Sonneneruption im Detail beobachtet
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung
astronews.com
21. Januar 2026
Die ESA-Raumsonde Solar Orbiter war Ende September
2024 zufällig Zeuge einer Sonneneruption und konnte die Auslöser des Spektakels
so genau wie nie zuvor beobachten. Kleine Umstrukturierungen im Magnetfeld der
Sonne bauen sich offenbar lawinenartig auf, bevor sie sich dann explosiv
entladen. Es ist eine der spannendsten Beobachtungen der Sonnensonde bislang.
Eine Momentaufnahme, aufgenommen eine Sekunde
bevor sich am 30. September 2024 eine starke
Sonneneruption der Klasse M auf der Sonne
ereignet. Das Bild ist ein Ausschnitt aus einem
Video, das aus Bildern von Solar Orbiters
Instrument Extreme Ultraviolet Imager erstellt
wurde.
Bild: ESA & NASA / Solar Orbiter / EUI
Team [Großansicht] |
Als Solar Orbiter am 30. September 2024 auf die Sonne blickte, bot
sich der Raumsonde ein Spektakel: Kurz vor Mitternacht schleuderte unser Stern
in einer heftigen Eruption Strahlung und Teilchen ins All. Die
Beobachtungsbedingungen hätten besser nicht sein können. Genau an diesem Tag
hatte die ESA-Raumsonde den sonnennächsten Punkt ihrer elliptischen Umlaufbahn
erreicht. Rund 45 Million Kilometer - etwa ein Drittel des Abstandes zwischen
Sonne und Erde - trennten sie vom explosiven Geschehen. Auch die Perspektive war
optimal. Aus der Sicht Solar Orbiters ereignete sich der Ausbruch am
Rand der Sonnenscheibe. Die Vorgänge, die sich vor und während der Eruption
abgespielt hatten, waren so besonders gut zu erkennen.
"Dass mit Solar Orbiter das leistungsstärkste Sonnenobservatorium im
Weltall genau zum richtigen Zeitpunkt in genau dem richtigen Blickwinkel auf den
Ausbruch schaut, war ein riesiges Glück. So etwas lässt sich nicht planen", sagt
Lakshmi Pradeep Chitta. Bereits Monate im Voraus hatte der Wissenschaftler vom
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) zusammen mit Kolleginnen und
Kollegen der europäischen Weltraumorganisation ESA und weiterer
Forschungseinrichtungen für diesen Tag eine Beobachtungskampagne für Solar
Orbiter entworfen. Mit einer solchen Eruption hatte er dabei nicht
gerechnet.
Als Ausbruch der Klasse M7.7 zählt die Eruption vom 30. September 2024 zwar
nicht zu den gewaltigsten, aber doch zu den spektakuläreren. Ausbrüche dieser
Stärke treten selbst in Phasen hoher Sonnenaktivität nur vereinzelt auf. Breiten
sich dabei hochenergetische Strahlung und Teilchen von der Sonne in Richtung
Erde aus, kann es etwa zu Störungen in der Funkkommunikation kommen. "Stärkere
Sonneneruptionen können noch deutlich weitreichendere Folgen haben, etwa für
Erdsatelliten oder für die Stromversorgung. Es ist deshalb wichtig genau zu
verstehen, wie es zu solchen Ereignissen auf der Sonne kommt", erklärt Sami K.
Solanki, MPS-Direktor und Leiter des PHI-Instrumententeams von Solar Orbiter.
Veränderungen in der Magnetfeld-Architektur der Sonne liefern die nötige
Energie, um bei einem Ausbruch Strahlung und Teilchen ins All zu katapultieren.
Stark verdrillte, sich kreuzende Magnetfeldlinien, in denen viel magnetische
Energie gespeichert ist, brechen auf und fügen sich neu zusammen. Forschende
sprechen bei diesem Vorgang von Rekonnexion. Wie dieser "Antrieb" für
Sonneneruptionen im Detail funktioniert, ist jedoch noch unklar. In einer jetzt
vorgestellten Studie beschreiben Lakshmi Pradeep Chitta und seine Kolleginnen
und Kollegen nun, wie kleine Rekonnexionsprozesse weitere anstoßen, sich
lawinenartig aufschaukeln und es so zum Ausbruch kommt.
Insgesamt vier Instrumente von Solar Orbiter richteten in der Nacht
vom 30. September 2024 auf den 1. Oktober 2024 in den Stunden um Mitternacht
ihren Blick auf den Ausbruch. Das Instrument EUI (Extreme-Ultraviolet Imager)
schaute mit einer sehr hohen räumlichen Auflösung von etwa 210 Kilometern und
einer Bildabfolge von nur zwei Sekunden auf das Geschehen in der Korona, der
heißen Atmosphäre der Sonne. Im Vergleich zu herkömmlichen Bildserien anderer
Sonnenspäher ist dies wie eine Art solare Sportfotografie: Schnelle
Bewegungsabläufe und Veränderungen, die zuvor nicht auszumachen waren, werden
sichtbar. Die Instrumente PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager), SPICE (Spectral
Imaging of the Coronal Environment) und das Röntgenteleskop STIX (Spectrometer/Telescope
for Imaging X-rays) lieferten darüber hinaus Informationen aus verschiedenen
Schichten und Temperaturbereichen der Sonne.
Bereits etwa 40 Minuten vor dem Ausbruch zeigt sich in den EUI-Aufnahmen ein
dunkler Plasmabogen, der weit in die Korona ragt. Stark verdrehte, bogenförmige
Magnetfeldlinien fixieren die vergleichsweise kühle Plasmastruktur in der
Millionen Grad heißen Korona. Wie in einer gewundenen Feder ist in einer solchen
Struktur Energie gespeichert. Gegen 23:47 Uhr kommt es zur Entladung: Der
Plasmabogen bäumt sich auf, leuchtet hell, entwindet sich explosiv und
schleudert Teilchen mit Geschwindigkeiten von etwa 40 bis 50 Prozent der
Lichtgeschwindigkeit ins All.
Für Forschende beinah noch spannender sind die Vorgänge, die sich im
Magnetfeld der Sonne in den Minuten davor abspielen. Direkt angrenzend an den
dunklen Plasmabogen findet sich ein filigranes Gewirr aus bogenförmigen, hellen
und im Magnetfeld eingefangenen Plasmaströmen, die sich zum Teil überkreuzen.
Etwa eine halbe Stunde vor der Eruption beginnt sich diese Struktur zu
destabilisieren: Erste Rekonnexionsprozesse setzen ein, die Fäden brechen auf,
ordnen sich neu, blitzen hell auf. Beinahe im Sekundentakt entstehen neue Bögen,
destabilisieren sich ebenfalls und stoßen eine Lawine von Rekonnexionsprozessen
an – bis der große, dunkle Plasmabogen aufreißt und der Ausbruch seinen
Höhepunkt erreicht.
"Diese Minuten vor der Eruption sind äußerst wichtig. Solar Orbiter
hat uns einen Einblick in die Region auf der Sonne gewährt, in der dieser
Lawinenprozess begann", so Chitta. "Wir waren überrascht zu sehen, wie die große
Eruption durch eine Reihe kleinerer Rekonnexionsereignisse ausgelöst wurde, die
sich schnell in Raum und Zeit ausbreiteten", fügt er hinzu. Wie die neuen
Auswertungen eindrucksvoll zeigen, entlädt sich bei dem Ausbruch nicht die
gesamte Energie ins All. Ein Teil überträgt sich auf das umliegende Plasma, das
als unförmige Tropfen mit hohen Geschwindigkeiten nach unten regnet. Auch dieses
Phänomen konnte in dieser Detailschärfe noch nie zuvor im extremen
Ultraviolettbereich, der typischen Wellenlänge der von koronalen Plasmen
emittierten Strahlung, beobachtet werden.
"Die Beobachtungen von Solar Orbiter enthüllen den zentralen Motor
einer Sonneneruption und unterstreichen die entscheidende Rolle eines
lawinenartigen Mechanismus zur Freisetzung magnetischer Energie. Dies ist eines
der spannendsten Ergebnisse, die Solar Orbiter bisher geliefert hat",
sagt Miho Janvier, Co-Projektwissenschaftlerin für Solar Orbiter bei
der ESA. "Eine interessante Frage ist, ob dieser Mechanismus bei allen
Sonneneruptionen und auch bei anderen Sternen auftritt, die Sonneneruptionen
zeigen", fügt sie hinzu.
Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in
der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen ist.
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