NASA-Sonde lüftet Geheimnis um Sonnenhitze: Korona-Heizung ist noch rätselhafter als gedacht
Neue Erkenntnisse der Parker Solar Probe schocken die Wissenschaft! Die mysteriösen Temperaturen dem Sonnenkorona scheinen nicht durch S-förmige Magnetfeld-Biegungen verursacht zu werden.
Die Sonne hat schon immer die Fantasie der Menschheit beflügelt. Sie ist nicht nur das Zentrum unseres Sonnensystems, sondern auch der Schlüssel zum Leben auf der Erde. Doch ihre äußere Atmosphäre, die Korona, gibt Wissenschaftlern seit Jahrzehnten Rätsel auf. Die Temperaturen der Korona sind unfassbar hoch – bis zu 200 Mal heißer als die Oberfläche der Sonne. Wie ist das möglich?
Parker Solar Probe: Eine Mission ins Unbekannte
Um diese brennende Frage zu klären, hat die NASA die Parker Solar Probe ins All geschickt. Diese beeindruckende Sonde ist mit modernster Technologie ausgestattet und darauf ausgelegt, in die heißen Weiten der Korona einzutauchen. Justin Kasper, Professor für Klima- und Weltraumwissenschaften und -technik an der University of Michigan, hat Instrumente entwickelt, die die Dichte, Temperatur und den Fluss des Plasmas in der Korona direkt messen können.
Die Parker Solar Probe ist eine NASA-Raumsonde, die entwickelt wurde, um die äußere Atmosphäre der Sonne, die Korona, zu untersuchen. Ausgestattet mit modernster Technologie, misst sie direkt die Dichte, Temperatur und den Fluss des Sonnenplasmas. Ihr Ziel ist es, das Rätsel der extrem hohen Temperaturen der Korona zu lösen und die Mechanismen hinter der Beschleunigung des Sonnenwinds zu verstehen. Sie führt dazu mehrere nahe Vorbeiflüge an der Sonne durch.
Bei ihren ersten Annäherungen an die Sonne entdeckte die Sonde etwas Erstaunliches: Hunderte von S-förmigen Biegungen im Magnetfeld der Sonne. Diese sogenannten Switchbacks ändern kurzzeitig die Richtung des Magnetfeldes und könnten, so dachte man, Energie in das Plasma freisetzen und dadurch die Korona erwärmen.
Enttäuschende Entdeckung: Switchbacks nicht die Ursache?
Doch die Daten der ersten 14 Umrundungen der Sonne durch die Parker Solar Probe sorgten für Ernüchterung. Während die S-förmigen Biegungen im Sonnenwind nahe der Sonne häufig vorkommen, fehlen sie innerhalb der Korona vollständig. Das bedeutet, dass die Switchbacks nicht die Ursache für die extremen Temperaturen der Korona sind, wie ursprünglich vermutet.
„Diese Energie muss irgendwo hin, und sie könnte zur Erwärmung der Korona und zur Beschleunigung des Sonnenwinds beitragen“, sagte Mojtaba Akhavan-Tafti, Assistenzforscher an der University of Michigan und Hauptautor der Studie. Doch wenn die Switchbacks nicht die Korona erwärmen, was dann?
Rätselraten geht weiter: neue Theorien und Hypothesen
Wissenschaftler sind sich immer noch nicht einig darüber, was die Switchbacks verursacht. Einige glauben, dass das Magnetfeld durch Turbulenzen im Sonnenwind verbogen wird, während andere denken, dass die Switchbacks ihre Reise an der Oberfläche der Sonne beginnen, wenn sich drehende Magnetfeldlinien und Schleifen explosiv kollidieren und sich zu gebogenen Formen verbinden.
Die neuesten Erkenntnisse der Parker Solar Probe schließen die letztere Hypothese aus. Wären die Switchbacks durch kollidierende Magnetfelder an der Sonnenoberfläche entstanden, müssten sie innerhalb der Korona noch häufiger vorkommen. Diese Ergebnisse werfen neue Fragen auf und veranlassen Wissenschaftler, ihre Theorien zu überdenken.
Der Kampf um die Lösung: Neue Daten und zukünftige Missionen
Akhavan-Tafti und sein Team glauben, dass magnetische Kollisionen dennoch eine indirekte Rolle bei der Entstehung der Switchbacks und der Erwärmung der Korona spielen könnten. Wenn Magnetfelder an der Oberfläche der Sonne kollidieren, erzeugen sie sehr schnelle Ströme von Plasma im Sonnenwind und senden Wellen entlang der Magnetfelder in den Weltraum. Diese schnellen Plasma-Ströme könnten die magnetischen Wellen im Sonnenwind zu Switchbacks verzerren.
Switchbacks sind S-förmige Biegungen im Magnetfeld der Sonne, die kurzzeitig die Richtung des Magnetfelds umkehren. Sie wurden von der Parker Solar Probe entdeckt und waren zunächst als mögliche Quelle für die extreme Hitze der Sonnenkorona und die Beschleunigung des Sonnenwinds angesehen. Switchbacks speichern viel magnetische Energie, die vermutlich in das umliegende Plasma freigesetzt wird, wenn sie sich durch den Raum bewegen und begradigen.
„Die Mechanismen, die die Bildung von Switchbacks verursachen, und die Switchbacks selbst könnten sowohl die Korona als auch den Sonnenwind erwärmen“, sagte Akhavan-Tafti. Aber es gibt noch nicht genügend Daten, um dies zu bestätigen.
Ein Blick in die Zukunft: Weitere Forschungsreisen geplant
Die Parker Solar Probe wird weiterhin wertvolle Daten sammeln, die helfen könnten, dieses Mysterium zu lösen. Bereits ab dem 24. Dezember 2024 wird die Sonde weitere Reisen in die Nähe der Sonne unternehmen, um noch tiefere Einblicke zu gewinnen. Diese zukünftigen Missionen könnten entscheidend sein, um die Hypothesen der Wissenschaftler zu testen und endlich das Geheimnis der heißen Korona zu lüften.
Die NASA hat sich ein großes Ziel gesetzt und die gesamte wissenschaftliche Gemeinschaft schaut gespannt zu. Mit jeder neuen Erkenntnis kommen wir der Antwort ein Stück näher. Doch eines ist sicher: Die Sonne hat noch viele Geheimnisse, die es zu entdecken gilt.