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Sonneneruptionen verursachen massive Wellen in und unter der Sonnenoberfläche

• 2024

Sonneneruptionen gehören zu den schrecklichsten Ereignissen im Sonnensystem. Dies sind kolossale Energieexplosionen, von denen die größte bis zu 10 % der Gesamtenergie der Sonne explodieren kann – das entspricht einer Detonation Milliarden von Ein-Megatonnen-Atombomben.

Sie explodieren nicht nur auf seelenzerstörenden Skalen. Sie senden auch hochenergetische Gammastrahlen und eine Welle subatomarer Partikel aus, die Satelliten beschädigen und die Erdatmosphäre teilweise ionisieren können, was zu Telekommunikationsproblemen und sogar Stromausfällen führen kann.

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Diese sind eine ernsthafte Bedrohung für unsere weltraumfahrende und technologiebasierte Zivilisation. Sie vorherzusagen ist schwierig. Je mehr wir sie verstehen, desto besser.

In den 1990er Jahren wurde festgestellt, dass sie nicht nur Energie in den Weltraum senden, sondern auch einen enormen Energieimpuls erzeugen nach unten , in die Sonne. Dies kann in akustische Wellen umgewandelt werden, buchstäblich Schallwellen, die durch die obere Schicht der Sonne wandern, und diese können als kreisförmige Wellen auf der Sonnenoberfläche gesehen werden, die sich nach außen, weg von der Fackel, bewegen.

Eine Idee hat mit dem Energietransport in der Sonne zu tun. Tief (diesmal Hunderttausende von Kilometern tief) unter der Oberfläche ist das Plasma extrem heiß. Es wird schwimmfähig und steigt auf, genau wie heiße Luft aufsteigt . In dieses Plasma sind jedoch komplexe Magnetfelder eingebettet. Wenn sich der heiße Plasmaklecks der Sonnenoberfläche nähert, interagieren diese Magnetfeldlinien mit anderen um sie herum und verheddern sich. Der Klecks kühlt sich ab, wenn er an die Oberfläche kommt, aber die verschlungenen Linien verhindern, dass er wieder nach unten sinkt. Wir sehen dies als Sonnenfleck, eine dunklere Region auf der Oberfläche, da das Gas kühler ist.

Darunter steigt das Plasma jedoch immer noch auf, blockiert durch das kühlere Zeug darüber. Dies macht das Gasvolumen unter der Stelle instabil. Es enthält viel Energie, und ein Aufflackern darüber könnte die Freisetzung eines Teils dieser Energie auslösen und die Wellen erzeugen.

Vier vom SOHO-Solarobservatorium der NASA aufgenommene Bilder zeigen Wellen einer Sonneneruption (der weiße Streifen) am 9. Juli 1996, die sich im Laufe der Zeit nach außen bewegen. Die Einheiten sind in Megametern (Mm; 1.000 km) angegeben, das Sichtfeld beträgt also etwa die Hälfte der Entfernung von der Erde zum Mond. Kredit: NASA / ESA / SOHO / MDI

Eine andere Idee ist, dass das Magnetfeld an der Oberfläche einen Teil dieser Flare-Energie nach unten umleitet und sie an einer Stelle fokussiert, wo sie plötzlich freigesetzt wird. Es ist jedoch nicht klar, ob sie es so weit nach unten lenken können.

Der genaue Mechanismus ist also ein Rätsel. Aber die Tatsache, dass überhaupt eine Sekundärquelle ausgelöst wird, ist neu und ein weiterer Teil des Puzzles, wie Flares funktionieren. Vielleicht können durch ein besseres Verständnis dieses Mechanismus die dafür erforderlichen Bedingungen früher erkannt werden – wie die Kartierung eines Sturms, der einen Tornado erzeugen könnte –, sodass Astronomen wachsam sein können.

Im Oktober 2003 brach auf der Sonne eine riesige Sonneneruption aus, die hier im Röntgenbild zu sehen ist. Es wurde auch von einem starken koronalen Massenauswurf begleitet. Sonnenstürme wie diese sind eine Gefahr für unser Stromnetz und unsere umlaufenden Satelliten. Kredit: NASA/SOHO

Weltraumwetter (die Energiewellen und subatomaren Teilchen, die die Sonne aussendet) ist ein wichtiger Teil des Verständnisses der Sonne selbst und kritisch, wie sie uns beeinflussen kann.

Ich erinnere Sie daran, dass die Sonne 2012 einen epischen Sturm auslöste, der, wenn er auf die Erde gerichtet wäre, katastrophal gewesen wäre. Zum Glück hat es uns verfehlt. Aber ein neuer Sonnenzyklus steht vor uns, und in den nächsten sieben bis acht Jahren oder so wird die magnetische Aktivität, einschließlich Flares und anderer Explosionen, zunehmen. Sie können darauf wetten, dass die Sonnenastronomen während dieser Zeit ihre Augen auf die Sonne richten werden. Vielleicht werden sie bald in der Lage sein, vom Reagieren zum Vorhersagen überzugehen.

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