Neue Erkenntnisse über den Ursprung des Sonnenwinds

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Der Sonnenwind, ein kontinuierlicher Strom geladener Teilchen, der von der Sonne ausgeht und das gesamte Sonnensystem durchdringt, ist ein faszinierendes Phänomen, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt. Neue Daten der ESA-Raumsonde Solar Orbiter, ausgewertet von einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS), haben nun Licht auf die Ursprünge sowohl des schnellen als auch des langsamen Sonnenwinds geworfen.

Der Sonnenwind besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem schnellen und dem langsamen Sonnenwind. Während der schnelle Sonnenwind mit Überschallgeschwindigkeiten von über 500 Kilometern pro Sekunde durch den Weltraum rast, bewegt sich der langsame Sonnenwind mit etwa 300 Kilometern pro Sekunde. Bisher war unklar, welche Prozesse genau für die Entstehung dieser beiden Arten von Sonnenwind verantwortlich sind. Die jüngsten Untersuchungen des MPS zeigen nun, dass winzige Plasmaströme in koronalen Löchern, dunklen Bereichen in der Sonnenatmosphäre, eine entscheidende Rolle spielen.

Diese Mini-Plasmaströme sind etwa 100 Kilometer breit und schleudern geladene Teilchen mit Geschwindigkeiten von rund 100 Kilometern pro Sekunde ins All. Die Entdeckung dieser Ströme ist ein bedeutender Fortschritt, da bisher angenommen wurde, dass unterschiedliche Phänomene für den schnellen und den langsamen Sonnenwind verantwortlich sind. Die neuen Erkenntnisse legen nahe, dass dieselben Plasmaströme beide Arten von Sonnenwind antreiben können.

Die Daten, die zu diesen Erkenntnissen führten, stammen aus den Aufnahmen des Extreme-Ultraviolett Imager (EUI) der Solar Orbiter, die in Kombination mit in situ-Messungen des Sonnenwindes und der Magnetfelder ausgewertet wurden. Diese Messungen wurden im Oktober 2022 und April 2023 durchgeführt, als die Raumsonde besonders nah an der Sonne war. Diese Nähe ermöglichte hochaufgelöste Aufnahmen der Sonnenkorona, die entscheidend für die Analyse waren.

Die Entdeckung der Mini-Plasmaströme in der Nähe des Sonnensüdpols durch das MPS-Team im Jahr 2023 war ein erster Hinweis darauf, dass der Sonnenwind nicht als gleichmäßiger Teilchenstrom ausgestoßen wird, sondern auf kleinsten Skalen fluktuiert. Diese Fluktuationen könnten erklären, warum es bisher so schwierig war, die Ursprungsregionen des langsamen Sonnenwinds genau zu bestimmen.

Die neuen Erkenntnisse werfen auch ein neues Licht auf die Struktur der Sonnenkorona. Die koronalen Löcher, die als dunkle Bereiche in der Sonnenatmosphäre sichtbar sind, scheinen eine zentrale Rolle bei der Entstehung des Sonnenwinds zu spielen. An diesen Stellen ragen die Feldlinien des Sonnenmagnetfeldes weit in den interplanetaren Raum, was die Freisetzung der geladenen Teilchen begünstigt.

Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht. Die Forschenden hoffen, dass weitere Messungen der Solar Orbiter, die für März und September dieses Jahres geplant sind, noch tiefere Einblicke in die Mechanismen der Sonnenwindentstehung liefern werden. Diese zukünftigen Daten könnten helfen, die komplexen Prozesse besser zu verstehen, die den Sonnenwind ins All katapultieren.

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