Verdrillte Magnetfelder produzieren Sonneneruptionen

Geomagnetische Stürme könnten schon bald mehrere Tage im Voraus vorhersagbar sein. Detaillierte Beobachtungen einer Eruption auf der Sonne zeigen erstmals, wie ein koronaler Massenauswurf entsteht: Verdrillte Magnetfeldlinien steigen von der Sonnenoberfläche auf, werden instabil und setzen bei ihrer schlagartigen Umstrukturierung explosionsartig Energie frei. Diese Energie treibe den Auswurf des heißen Plasmas an, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Ein Raster symbolisiert die Sonnenoberfläche, davon aufstrebende Linien, im Zentrum gegeneinder verdrehte Bänder.
Sonneneruption

„Der physikalische Mechanismus der koronalen Massenauswürfe war bislang unklar“, so Tahar Amari von der Ecole Polytechnique im französischen Palaiseau und seine Kollegen. „Der Hauptgrund dafür war, dass die dreidimensionale Struktur des magnetischen Felds in der unteren Korona unbekannt war.“ Das hat sich nun geändert: Die Forscher legen eine detaillierte Analyse der Daten vor, die das Solar Optical Telescope an Bord des japanischen Weltraumteleskops Hinode von einer Sonneneruption im Dezember 2006 geliefert hat.

Bereits vier Tage vor der Eruption, so zeigen die Messungen, begann die magnetische Energie in der beobachteten Sonnenfleckengruppe anzuwachsen. Am Tag der Eruption bildete sich dann eine rasch anwachsende und von der Fleckengruppe aufsteigende, verdrillte magnetische Flussröhre. Die stetig anwachsende magnetische Energie führte schließlich zu einem Aufreißen des magnetischen Strangs nach oben. Die bei der darauf folgenden Umstrukturierung des Magnetfeldes – der sogenannten Rekonnektion – freigesetzte Energie löste dann einen koronalen Massenauswurf aus.

Links ein Bogen leuchtender Materie über dem Sonnenrand, rechts das modellierte Magnetfeld einer solchen Eruption aus gleicher Perspektive.
Beobachtung und Modell der Sonneneruption im Vergleich

Treffen die hochenergetischen Teilchen eines solchen Auswurfs auf die Magnetosphäre der Erde, so können sie einen geomagnetischen Sturm auslösen: Erhebliche Störungen der Telekommunikation, Satellitenabstürze und großräumige Stromausfälle können die Folge sein. Deshalb ist es wichtig zu untersuchen, wie solche Ausbrüche entstehen und zu lernen, sie vorherzusagen. Die Untersuchungen von Amari und seinen Kollegen sind ein erster Schritt auf dem Weg dazu. Messungen der magnetischen Energie in Sonnenfleckengruppen könnten eine Prognose liefern, wo es zu einem koronalen Massenauswurf kommt.