Forscher beobachten erstmals Ursache für Sonneneruptionen

Mithilfe hochauflösender Satellitenbilder konnten Forscher der Universität Graz die Ursache solcher „solarer Flares“ - nämlich die Verschmelzungen von Magnetfeldern - so genau beobachten wie noch nie zuvor.

Graz – Obwohl die Sonne im Durchschnitt 149,6 Mio. Kilometer entfernt ist, können kurzfristige „Wetterereignisse“, wie Sonneneruptionen, auch auf die Erde einwirken und Satelliten oder elektrische Anlagen stören. Mithilfe hochauflösender Satellitenbilder konnten Forscher der Universität Graz die Ursache solcher „solarer Flares“ - nämlich die Verschmelzungen von Magnetfeldern - so genau beobachten wie noch nie zuvor. Ihre Analysen wurden nun in der Fachzeitschrift „Nature Physics“ veröffentlicht.

Bei starken Explosionen auf der Sonnenoberfläche werden große Mengen an energiereichen, geladenen Teilchen frei. Die meisten Eruptionen haben keine Konsequenzen für das Leben auf der Erde, denn der Großteil der Sonnenstürme weht in die unendlichen Weiten des Weltalls. Selbst wenn sich der Sonnenwind Richtung Erde ausbreitet, wird diese im Normalfall durch ihr Magnetfeld geschützt. Bei besonders starken, sogenannten koronaren Massenauswürfen, kann das Erdmagnetfeld allerdings komprimiert werden. Es kann dann zu Problemen bei Satelliten, elektrischen Anlagen, bei der Funkkommunikation, bei Navigationssystemen wie GPS und im Flugverkehr kommen.

Verursacht werden solche Ereignisse durch die Verschmelzung von Magnetfeldern in der mehrere Millionen Grad heißen äußeren Atmosphäre der Sonne, der Korona. Solche „magnetische Rekonnexionen“ (Rückbindungen) sind wichtige Prozesse, bei denen magnetische Energie in Teilchenenergie umgewandelt wird. „Kommen sich zwei einander entgegengesetzte Magnetfelder zu nahe, dann brechen sie auf, um sich anschließend neu zu formieren. Dabei werden gewaltige Energien frei“, so die Leiterin des Observatoriums Kanzelhöhe für Sonnen- und Umweltforschung der Uni Graz, Astrid Veronig, in einer Aussendung. Bei der Explosion des gasförmigen Materials aus ionisierten Teilchen (Plasma), aus dem die Sonnenoberfläche besteht, werden sogar Temperaturen über 20 Mio. Grad erreicht.

Der ebenfalls an der Uni Graz arbeitende Erstautor der Studie, Yang Su, konnte einen solchen Vorgang auf Satellitenbildern nachverfolgen. Eine der Schwierigkeiten besteht darin, Informationen über die für das Auge unsichtbaren Magnetfelder sammeln. „Wir können ihre Bewegungen nur deshalb beobachten, weil sie Plasma an sich binden“, so Veronig. Die Forscher sind also auf Satellitendaten angewiesen, die ihnen erlauben mittels Computersimulationen indirekt auf die magnetischen Umwälzungen zu schließen.

Sus Analysen zeigen zwei Bündel von magnetischen Feldlinien, die sich aufeinander zubewegen, einander kurz berühren, dabei scheinbar ein großes „X“ bilden, um dann auseinanderzubrechen. Ein Teil der anhand der Plasma-Partikel erkennbaren Feldlinien driftet dann in den Weltraum, während der andere Teil der Feldlinien sozusagen wieder zurück auf die Sonnenoberfläche fällt.

Die Bilder, die diese Beobachtungen ermöglichten, kommen von zwei NASA-Satelliten, die Aufnahmen im Ultraviolett- und Röntgenbereich machen, über die auch auf die Temperaturentwicklung geschlossen werden kann. Im Rahmen des EU-Forschungsprojekts „High Energy Solar Physics Data in Europe“ - HESPE kooperieren die Grazer Sonnenforscher mit der amerikanischen Weltraumbehörde. Die neuen Erkenntnisse sollen nun dabei helfen, bessere Modelle über die Vorgänge auf der Sonne zu entwickeln, um ihre Auswirkungen auf das Weltraumwetter besser einschätzen zu können. (APA)


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