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SONNE
Wie koronale Massenauswürfe entstehen
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz GmbH
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8. März 2019

Bei koronalen Massenauswürfen schleudert unsere Sonne große Mengen an Plasma in ihre Umgebung und sorgt damit für stürmisches Weltraumwetter. Diese wiederum kann nicht nur für beeindruckende Polarlichter, sondern auch für Schäden an Satelliten und Raumkapseln sorgen. Jetzt hat ein Team die Entstehung solcher Massenauswürfe detailliert untersucht.

CME

Entwicklung eines koronalen Massenauswurfs durch Verschmelzung einer Vielzahl kleiner magnetischer Flussröhren.  Bild: Tingyu Gou et al., The birth of a coronal mass ejection, Science Advances, 6 March 2019  [Großansicht]

Koronale Massenauswürfe auf der Sonne, die sich in den interplanetaren Raum ausbreiten, sind für die stärksten Störungen des Weltraumwetters verantwortlich. Ihre Auswirkungen können bis zur Erde reichen und hier zu Störungen des Flugverkehrs oder gar Stromausfällen führen. Astrid Veronig vom Institut für Physik und Observatorium Kanzelhöhe der Universität Graz erforscht die Vorgänge auf der Sonne. Ein detailliertes Verständnis der hochenergetischen Prozesse soll dazu beitragen, genauere Vorhersagen zum Weltraumwetter treffen zu können.

"Nun konnten wir erstmals zeigen, dass sich koronale Massenauswürfe aus einer Vielzahl sehr kleiner Plasmastrukturen in Form einzelner magnetischer Flussröhren entwickeln", berichtet Veronig über neue Erkenntnisse, die ein internationales Team aus Forscherinnen und Forschern jetzt vorgestellt hat. Koronale Massenauswürfe zählen zu den energiereichsten Prozessen in unserem Sonnensystem. "Dabei werden riesige Wolken von magnetisiertem Sonnenplasma in den interplanetaren Raum geschleudert, wo sie sich mit Geschwindigkeiten bis zu einigen Millionen Kilometern pro Stunde ausbreiten", erklärt Veronig.

Dass einem solchen Auswurf Magnetfeldverschmelzungen in der Sonnenkorona zugrunde liegen, ist bekannt. Wie diese jedoch im Detail ablaufen und wie die kleinskaligen physikalischen Prozesse zu den großräumigen Massenauswürfen führen, wurde nun in einer internationalen Kooperation von der Universität Graz, der University of Science and Technology China (USTC) und der Universität Potsdam erstmals beantwortet.

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Dazu haben die Forscherinnen und Forscher Aufzeichnungen eines koronalen Massenauswurfs aus dem Jahr 2013, aufgenommen vom Solar Dynamics Observatory (SDO) und von der Satellitenmission RHESSI – beide von der NASA – analysiert. Aus den Daten, die Informationen über Dichte, Temperatur und Magnetfeld des Sonnenplasmas sowie über hochenergetische Teilchenströme lieferten, wurde deutlich: "Alles beginnt mit vielen kleinen magnetischen Flussröhren von einigen Tausend Kilometern Durchmesser, die sich nacheinander durch Magnetfeldverschmelzung ablösen, wodurch – ähnlich dem Schneeballeffekt – immer großräumigere Strukturen entstehen, bis die magnetischen Flussröhren innerhalb von dreißig Minuten Ausmaße von mehreren Millionen Kilometern erreichen", beschreibt Veronig den Vorgang.

Diese Einsichten können jetzt in Modelle einfließen und so dazu beitragen, die physikalischen Prozesse, die zur Eruption von koronalen Massenauswürfen führen, besser zu beschreiben und letztlich auch ihre Auswirkungen auf der Erde besser voraussagen zu können.

Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde.

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siehe auch
Sonne: Wo Weltraumwetter gemacht wird - 18. Juli 2013
Sonne: Tagebuch einer Sonneneruption - 12. August 2008
Links im WWW
Karl-Franzens-Universität Graz
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