Ballon-Teleskop enthüllt magnetische Grundbausteine der Sonne

Nach erfolgreichem Flug über den Nordpol präsentieren Forscher erste Ergebnisse der Sunrise-Mission

Sonnenoberfläche
Sonnenoberfläche

Katlenburg-Lindau - Mit dem Ballon-Teleskop Sunrise ist es erstmals gelungen, die kleinsten Elemente des Sonnenmagnetfelds sichtbar zu machen und zu untersuchen. Die Magnetfeldstärke in diesen winzigen, nur einige hundert Kilometer großen Bereichen übertrifft die Stärke des Erdmagnetfelds etwa um das 3000-fache. Mehrere Forscherteams präsentieren nach über einjähriger Auswertung der Daten nun in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Astrophysical Journal Letters" in zwölf Artikeln die Ergebnisse des Sunrise-Fluges vom Juni 2009.

"Die Instrumente von Sunrise konnten Strukturen von nur hundert Kilometern Größe auflösen", erklärt Sami Solanki, Direktor des an der Sunrise-Mission führend beteiligten Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau. Durch diese hohe Auflösung war es erstmals möglich, auffällige helle Punkte in der Photosphäre - der Oberflächenschicht der Sonne - zu untersuchen. Mit bis zu 1,8 Kilogauss ist das Magnetfeld in diesen Bereichen bis zu 3000-mal so stark wie das der Erde. Die Temperatur liegt dort etwa 1000 Grad höher als in der nichtmagnetischen Umgebung. Theoretische Berechnungen deuten darauf hin, dass diese heißen, magnetischen Strukturen einzelnen magnetischen Flussröhren entsprechen. Solche Flussröhren sind die Basiselemente des Sonnenmagnetfelds.

An der Sonnenoberfläche brodelt es beständig: Heißes Plasma steigt aus dem Innern auf, kühlt ab und sinkt wieder hinab. Diese brodelnden Ströme zeigen sich als einige tausend Kilometer große netzartige Strukturen, der so genannten Granulation. Die Plasmaströme sind eng mit dem Magnetfeld der Sonne verknüpft. Die Magnetfelder zeigen sich beispielsweise in den dunklen Sonnenflecken. Doch das Magnetfeld der Sonne kennt auch deutlich kleinere Strukturen: Winzige, helle Punkte zwischen den Granulen. Dort drängen die starken Magnetfelder das brodelnde Plasma nach außen, so dass ein tieferer Blick in das Sonneninnere möglich ist. Die hohe räumliche Auflösung von Sunrise hat jetzt erstmals einen Blick in diese "bright spots" ermöglicht.

Außerdem konnten die Wissenschaftler erstmals die Helligkeit der hellen Punkte auch im Ultravioletten bestimmen. Diese ist etwa fünfmal stärker als in der Umgebung. Da die Erdatmosphäre die UV-Strahlung fast vollständig absorbiert, spielt dieser Teil des Sonnenlichts eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der oberen Luftschichten. Eine genaue Kenntnis der Schwankungen der solaren UV-Strahlung ist deshalb wichtig für die Klimaforschung.

Sunrise ist mit einem ein Meter großen Spiegelteleskop ausgestattet. Der Start der Mission erfolgte am 8. Juni 2009 von der Weltraumbasis Esrange im schwedischen Kiruna. In den folgenden fünf Tagen wurde das System von Polarwinden über den Nordatlantik und Grönland bis nach Nordkanada getragen. Die Flughöhe von 35 bis 37 Kilometern ermöglicht Beobachtungen im Bereich des ultravioletten Lichts. Sunrise landete am 14. Juni 2009 auf der Insel Somerset in der Kanadischen Provinz Nunavut.