<iframe title="GTM" src="https://www.googletagmanager.com/ns.html?id=GTM-WBPR4W&gtm_auth=3wMU78FaVR9TNKtaXLbV8Q&gtm_preview=env-23&gtm_cookies_win=x" height="0" width="0" style="display:none;visibility:hidden"></iframe>
Sonnenforschung

Mission Höllenfahrt

Von Jan Hattenbach
Aktualisiert am 12.12.2019
 - 10:06
Pionier auf dem Weg zur Sonne: künstlerische Darstellung der Parker Solar Probezur Bildergalerie
Die Raumsonde „Parker Solar Probe“ umkreist unsere Sonne in größerer Nähe als je eine Mission zuvor. Nun hat sie erste Ergebnisse geliefert – und einige Experten überrascht.

Wer direkt in die Sonne blickt, riskiert sein Augenlicht – und das, obwohl uns rund 150 Millionen Kilometer von unserem Tagesstern trennen. Sehr viel dichter kommt ihr die Nasa-Sonde „Parker Solar Probe“ (PSP). Im August 2018 gestartet, tauchte sie im November des gleichen Jahres erstmals in die Randbereiche der Korona ein: die äußere, von der Erde nur während einer totalen Sonnenfinsternis sichtbare Sonnenatmosphäre. Nur 24 Millionen Kilometer trennten sie zum Zeitpunkt der dichtesten Annäherung von der Photosphäre, der sichtbaren Oberfläche der Sonne. Kein von Menschenhand gebautes Objekt ist unserem Heimatstern je so nah gekommen. Den bisherigen Rekord hielten seit den siebziger Jahren die beiden deutschen Raumsonden Helios 1 und 2, die ersten künstlichen Objekte, die sich der Sonne näher als der innerste Planet Merkur angenähert hatten.

Ihre elliptische Bahn führte Parker nach ihrem ersten Perihel vorübergehend wieder von der Sonne weg, doch insgesamt 24 Höllenfahrten sind bis 2025 geplant. Dabei soll die minimale Sonnendistanz noch auf sechs Millionen Kilometer abgesenkt werden. Die Ergebnisse der ersten drei Umläufe stellten Wissenschaftler vergangene Woche in vier in der Zeitschrift „Nature“ veröffentlichten Arbeiten vor.

Wenn die von Parker übermittelten Daten eines zeigten, dann, dass unser nächstgelegener Stern noch viele Überraschungen bereithalte, sagte Thomas Zurbuchen, Wissenschaftsadministrator der Nasa. Eine davon betrifft den Sonnenwind, also den von der Sonne ausgehenden Strom geladener Teilchen. Der zaubert auf der Erde Polarlichter an den Himmel, kann in Extremfällen aber auch Satelliten, Funkverbindungen und Stromleitungen lahmlegen. Daten des Instruments „Fields“ an Bord von Parker, das unter anderem elektrische und magnetische Felder der Sonnenkorona misst, belegen, dass der Sonnenwind in der Nähe der Sonne viel impulsiver und instabiler weht als in der Umgebung der Erde. Strömen die Partikel des Sonnenwinds in Erdnähe beinahe radial von der Sonne weg, fanden Parkers Sensoren komplizierte Verwirbelungen und Verdrehungen, die teilweise nur wenige Minuten andauern (doi: 10.1038/s41586-019-1813-z, 10.1038/ s41586-019-1818-7). „Als wir die Daten zum ersten Mal sahen, konnten wir kaum glauben, wie komplex der Sonnenwind war“, sagte Stuart Bale von der University of California in Berkeley. Inzwischen haben sich die Forscher mit den seltsamen Messergebnissen abgefunden, vollständig erklären können sie sie aber noch nicht.

Video starten

Verblüffende Einsichten
Sonnenwind in neuem Licht

Mehr kleine Eruptionen als gedacht

Dafür können sie dank Parker dabei zuschauen, wie der Sonnenwind tatsächlich entsteht. So ist schon lange bekannt, dass Strahlungsausbrüche und Schockwellen aus der Sonnenoberfläche von Zeit zu Zeit besonders viele und energiereiche Teilchen auswerfen. Mit dem Isis-Instrument konnten David McComas von der Universität Princeton und sein Team nun aber zum ersten Mal solare Miniaturausbrüche beobachten, die Satelliten und Teleskopen in Erdnähe verborgen bleiben (doi: 10.1038/s41586-019-1811-1). Derzeit befindet sich die Sonne in einer Art Ruhephase, starke Partikeleruptionen beobachten Astronomen derzeit so gut wie keine. Doch offenbar produziere die Sonne auch im Minimum ihrer Aktivität weit mehr kleine Eruptionen als bislang gedacht, meint McComas.

Russell Howard vom Naval Research Laboratory stellte Aufnahmen des Sonnenwindteleskops „Wispr“ vor (doi: 10.1038/s41586-019-1807-x). Ganz dem obigen Ratschlag folgend, blickt Wispr nicht direkt in die Sonne, sondern seitlich davon in Richtung des ausströmenden Sonnenwinds. Die Bilder der Sonnenkorona und des Sonnenwinds ergänzen die Messungen der Magnetfelder von Fields und liefern somit ein besseres Bild der Geschehnisse in der Sonnenkorona: So können die Forscher um Howard Materieauswürfe aus der Sonne dank Parker nun früher und detailreicher verfolgen, als dies bislang möglich war.

Erster Nachweis einer staubfreien Zone

Auch scheinen die Aufnahmen von Wispr zu belegen, dass die Sonne von einer Zone umgeben ist, in der der im Sonnensystem allgegenwärtige Staub durch die intensive Hitze verdampft. Diese staubfreie Zone vermuteten Astronomen schon lange, konnten sie bislang aber nicht durch Beobachtungen nachweisen. Der Staub stammt von Kometen oder wird bei Kollisionen von Asteroiden freigesetzt. Als Zodiakallicht kann man ihn in einer dunklen Nacht als diffuses Leuchten am Himmel sehen.

Die ersten Resultate der Parker Solar Probe sind vielversprechend, wenngleich sie noch einem ungeordneten Puzzle gleichen. Aus den einzelnen Puzzlestücken ein vollständiges Bild der Sonne und ihrer unmittelbaren Umgebung zu formen – diese Aufgabe wird die Forscher noch eine Weile beschäftigen. So ist noch ungeklärt, wie das Gas der Korona auf die astronomische Temperatur von über einer Million Grad kommt. Die sichtbare Sonnenoberfläche ist rund 200 Mal kühler. Vermutlich tragen Magnetfelder und der Sonnenwind entscheidend zur Heizung der Korona bei. Parker wird hoffentlich bald zur Lösung des Rätsels beitragen.

Dass die Sonde bei dieser Arbeit nicht einfach wegschmilzt, liegt daran, dass das Koronagas extrem dünn ist und sich die Wärmeenergie auf sehr wenige Teilchen verteilt. Aus diesem Grund heizt sich der Hitzeschild der Sonde auf maximal 1400 Grad auf – die Instrumente im Innern bleiben bei erträglichen 30 Grad.

Quelle: F.A.Z.
  Zur Startseite
Verlagsangebot
Verlagsangebot

Diese Webseite verwendet u.a. Cookies zur Analyse und Verbesserung der Webseite, zum Ausspielen personalisierter Anzeigen und zum Teilen von Artikeln in sozialen Netzwerken. Unter Datenschutz erhalten Sie weitere Informationen und Möglichkeiten, diese Cookies auszuschalten.