Astronomie: Plasmawellen heizen Sonnenkorona ein

Wie wird die Atmosphäre der Sonne auf Millionen von Grad aufgeheizt? Forscher wussten das bisher nicht. Nun legen neue Beobachtungen nahe, dass Plasmawellen eine wichtige Rolle spielen. Damit könnte eine These aus dem Jahr 1942 bestätigt werden.

Plasmaschwingungen in der Sonnenatmosphäre: "Erstaunliche Auflösung" Zur Großansicht
dapd/ NASA/ SDO/ AIA

Plasmaschwingungen in der Sonnenatmosphäre: "Erstaunliche Auflösung"

London - Es scheint geradezu paradox: Die Oberfläche der Sonne ist mit rund 5500 Grad Celsius deutlich kühler als weiter außen liegende Atmosphärenbereiche. Wie diese trotzdem auf Millionen von Grad aufgeheizt werden, ist Forschern nicht recht klar. Ein internationales Astronomenteam hat jetzt eine neue Erklärung für die Aufheizung der Korona vorgelegt. Genau genommen ist es freilich eine alte - allerdings unterlegt mit neuen, faszinierenden Beobachtungen.

Mit Hilfe des "Solar Dynamics Observatory" (SDO) der US-Raumfahrtbehörde Nasa ist es den Forschern nämlich erstmals gelungen, magnetische Plasmaschwingungen in der Sonnenatmosphäre direkt zu beobachten.

Diese sogenannten Alfvén-Wellen galten bisher als zu flach und energiearm, um die gewaltige Aufheizung der Sonnenatmosphäre zu erklären. Die neuen Beobachtungen scheinen jedoch zu belegen, dass die Wellen doch ausreichend Energie erzeugen, um als Heizung der Korona in Frage zu kommen. Die Wellen breiten sich mit 200 bis 250 Kilometern pro Sekunde aus. Auf der Erde bräuchten sie nur gut 30 Sekunden, um die Strecke von Köln nach New York zurückzulegen.

"SDO hat eine so erstaunliche Auflösung, dass wir sogar einzelne Wellen erkennen konnten. Jetzt wissen wir, dass sie auf jedem Quadratmeter Sonnenoberfläche das Äquivalent einer 100- bis 200-Watt- Glühbirne erzeugen. Das ist genug, um die Sonnenatmosphäre aufzuheizen und den Sonnenwind anzutreiben", sagt Scott McIntosh vom National Center for Atmospheric Research in Boulder (US-Bundesstaat Colorado).

Die von den Plasmaschwingungen erzeugte Energiemenge reiche allerdings nicht, um auch die starken Strahlenausbrüche in den aktiven Regionen der Sonnenkorona zu erklären. Hier seien möglicherweise noch andere Mechanismen beteiligt, schreiben die Forscher im Fachmagazin "Nature".

Für ihre Studie hatten die Wissenschaftler ein Messgerät genutzt, das alle acht Sekunden ein Bild der gesamten sichtbaren Sonnenscheibe in verschiedenen Wellenlängen des ultravioletten und extrem-ultravioletten Lichts erstellt. Es erreichte dabei eine räumliche Auflösung von rund 870 Kilometern.

Nach Laborexperimenten schon 1942 vorhergesagt

Die Wissenschaftler verglichen die zeitversetzten Aufnahmen miteinander und rekonstruierten die Bewegungen von Plasmasträngen knapp über der Sonnenoberfläche und in der Korona. Es zeigte sich, dass die magnetischen Plasmaschwingungen denen von Alfvén-Wellen entsprachen. Gleichzeitig aber waren diese Wellen deutlich energiereicher als zuvor angenommen.

Nach Ansicht der Forscher ist damit erwiesen, dass die magnetischen Plasmawellen durchaus zur Heizung der Korona beitragen könnten. Noch allerdings seien einige Fragen offen: "Zu wissen, dass es genügend Energie in den Wellen gibt, ist nur eine Hälfte des Problems. Die nächste Frage ist nun, herauszufinden, welcher Teil dieser Energie in Hitze umgewandelt wird. Es könnte alles sein oder nur 20 Prozent - diese Details der Konversion müssen wir nun herausfinden", sagt Vladimir Airapetian vom Goddard Space Flight Center der Nasa in Greenbelt (US-Bundesstaat Maryland).

Die aktuellen Ergebnisse bestätigen eine jahrzehntealte These. Der schwedische Wissenschaftler Hannes Alfvén, Physik-Nobelpreoisträger des Jahres 1970, hatte die Plasmawellen bereits 1942 vorhergesagt. Grundlage waren Laborexperimente. Doch erst im Jahr 2007 konnten Astronomen mit Hilfe der japanischen Sonde "Hinode" beobachten, dass sich magnetische Plasmastränge in der Sonnen-Korona tatsächlich schnell hin und her bewegen wie eine angeschlagene Gitarrensaite.

Nach damaliger Interpretation schienen die Wellen jedoch als Heizung der Korona auszuscheiden. Einige Forschergruppen halten daher eher die kleinräumigen Auf- und Abströmungen des Plasmas für die entscheidende Energiequelle. Die aktuelle Entdeckung bringt nun auch die Alfvén-Wellen wieder ins Rennen.

chs/dapd

Diesen Artikel...
  • Aus Datenschutzgründen wird Ihre IP-Adresse nur dann gespeichert, wenn Sie angemeldeter und eingeloggter Facebook-Nutzer sind. Wenn Sie mehr zum Thema Datenschutz wissen wollen, klicken Sie auf das i.
  • Auf anderen Social Networks teilen

Forum - Diskutieren Sie über diesen Artikel
insgesamt 24 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
1. Die Ursache globaler Klimaschwankungen
Transmitter, 28.07.2011
Endlich bestätigen sich die massiven Hinweise renommierter Klimaforscher, die die Sonnenaktiviät als Ursache globaler Klimaschwankungen nachweisen. Und was machen die Deutschen? Sie führen Feinstaubmessungen, Geschwindigkeits- und Glühlampen-Verbote ein, verbieten das Tabak-Rauchen und sponsern sinn- und nutzlose Windenergie- und Solarenergie-Projekte. Schon ein witziges Land, dieses Deutschland.
2. -
daniellaun 28.07.2011
Zitat von TransmitterEndlich bestätigen sich die massiven Hinweise renommierter Klimaforscher, die die Sonnenaktiviät als Ursache globaler Klimaschwankungen nachweisen. Und was machen die Deutschen? Sie führen Feinstaubmessungen, Geschwindigkeits- und Glühlampen-Verbote ein, verbieten das Tabak-Rauchen und sponsern sinn- und nutzlose Windenergie- und Solarenergie-Projekte. Schon ein witziges Land, dieses Deutschland.
Nichts gegen Wind - und Solarenergie. Besser als mit dem Risiko leben zu müssen, dass ein Atomkraftwerk explodiert so wie in Japan, auch wenn das Risiko gering ist. Es muss ja nichts mit dem Klima zu tun haben. Dass der Klimawandel ein Prozess ist, der praktisch schon immer stattgefunden hat und auch weiter statt finden wird, sollte bekannt sein.
3. -.....
longhoishong 28.07.2011
Zitat von TransmitterEndlich bestätigen sich die massiven Hinweise renommierter Klimaforscher, die die Sonnenaktiviät als Ursache globaler Klimaschwankungen nachweisen. Und was machen die Deutschen? Sie führen Feinstaubmessungen, Geschwindigkeits- und Glühlampen-Verbote ein, verbieten das Tabak-Rauchen und sponsern sinn- und nutzlose Windenergie- und Solarenergie-Projekte. Schon ein witziges Land, dieses Deutschland.
habe ich was verpasst oder reden Sie am Thema vorbei?
4. Ein Fortschrittsverweigerer steht wieder als erste
nitram1 28.07.2011
im Kommentarbereich und verteufelt die Kernenergie wie Weiland die Maschinenstürmer 1830 den mechanischen Webstuhl! Ich hoffe die Zeit dauert nicht mehr lang bis Deutschland diese Weltuntergangpropheten und Fortschrittsverweigerer zum Teufel jagt und wieder eine Zukunft für seine Kinder baut!
5. *
günter1934 28.07.2011
Zitat von sysopWie wird die Atmosphäre der Sonne auf Millionen von Grad aufgeheizt? Forscher wussten das bisher nicht. Nun legen neue Beobachtungen nahe, dass Plasmawellen eine wichtige Rolle spielen. Damit könnte eine These aus dem Jahr 1942 bestätigt werden. http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,777185,00.html
Interessanter Artikel. Wäre halt für den unbedarften Leser ganz gut, wenn man erklärt hätte, was "Plasmawellen" eigentlich sind. Offenbar keine Wellen, sondern Schwankungen eines "Plasma", oder was das auch immer sein mag.
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
News verfolgen

HilfeLassen Sie sich mit kostenlosen Diensten auf dem Laufenden halten:

alles aus der Rubrik Wissenschaft
Twitter | RSS
alles aus der Rubrik Weltall
RSS
alles zum Thema Astronomie
RSS

© SPIEGEL ONLINE 2011
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH



  • Drucken Senden
  • Nutzungsrechte Feedback
  • Kommentieren | 24 Kommentare
Sonnenzyklen: Auch länger anhaltende Minima sind möglich, wie sich zwischen 1645 und 1715 zeigte Zur Großansicht
DER SPIEGEL

Sonnenzyklen: Auch länger anhaltende Minima sind möglich, wie sich zwischen 1645 und 1715 zeigte


Fotostrecke
Sonnenaktivität: Wie lange dauert die Ruhephase?

Fotostrecke
Sonnenbilder: Eruptionen, Flecken und Plasmastürme
Fotostrecke
Polarlichter: Farbenspiele durch Sonnenstürme