Die Entschlüsselung der Sonne ist unerlässlich, da sie die Quelle des Lebens ist und darüber hinaus der Ursprung von Phänomenen wie Eruptionen und koronalen Massenauswürfen ist, die die Kommunikation beeinflussen, und ein entscheidender Faktor für das Erdklima oder die Planung von Weltraummissionen oder für das Studium ähnlicher Sterne. Vor vier Jahren startete die Europäische Weltraumorganisation (ESA) mit Unterstützung der NASA Sonnenorbiterdas modernste Weltraumforschungslabor für den Grundstern unseres Systems. Der Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) und der Extrem-Ultraviolett-Imager (EUI) der Raumsonde liefern an diesem Mittwoch neue unveröffentlichte Perspektiven, aufgenommen am 22. März 2023 in weniger als 74 Millionen Kilometern Entfernung vom Stern, die die Forschung nähren und vervollständigen die ein Jahr zuvor aufgenommen wurden.
Die neuen vollständigen Ansichten der Sonne haben die bisher höchste Auflösung und umfassen Karten des Magnetfelds und der Oberflächenbewegung. Sie können im Detail und mit besichtigt werden Unveröffentlichte Ansätze auf diesem von der ESA bereitgestellten Portal. Möglich wurden sie durch die Zusammenführung einzelner Bilder, die über jeweils mehr als vier Stunden aufgenommen wurden sechs Instrumentedie es uns ermöglichen, mehrere Schichten des Sterns, die Richtung des Magnetfelds sowie die Geschwindigkeits- und Richtungskarte der verschiedenen Schichten des Sterns aufzudecken.
Das Bild der Sonnenkorona, das diese Informationen anführt, verrät, was in der Photosphäre passiert, der Atmosphäre eines Sterns, von der sichtbare Strahlung ausgeht. Das Foto zeigt Sonnenflecken in aktiven Regionen und überhängendes Millionen-Grad-Plasma, das magnetischen Feldlinien folgt und in einigen Fällen benachbarte Sonnenflecken verbindet.
„Es wurde bei einer Wellenlänge von 17,4 Nanometern aufgenommen“, erklärt David Orozco, Wissenschaftler am Institut für Astrophysik Andalusiens (IAA-CSIC). „Plasma ist in der Photosphäre in Richtung der Korona bei mehr als einer Million Grad zu sehen [la parte más externa]. Man könnte sagen, es ist das Abbild der Temperatur der Sonne, des sichtbaren Teils. Wichtig ist, dass man eine ganz andere Struktur mit Schleifen sieht, die auf Magnetfelder reagieren, wie die eines Magneten.“
Die magnetische Karte oder das „Magnetogramm“ zeigt, wie sich die Magnetfelder der Sonne in Sonnenfleckenregionen konzentrieren und nach außen (rot) oder nach innen (blau) zeigen. Das starke Magnetfeld erklärt, warum das Plasma im Inneren von Sonnenflecken kälter ist. Normalerweise transportiert Konvektion Wärme aus dem Inneren der Sonne an ihre Oberfläche. Dies wird jedoch durch geladene Teilchen gestört, die gezwungen sind, dichten Magnetfeldlinien in und um Sonnenflecken zu folgen. „Es ist ein Bild der Sonnenoberfläche und man kann die in den Sonnenflecken konzentrierten Magnetfelder in den aktivsten Regionen sehen. Es gibt viele Flecken, aber die gelb und grün markierten sind schwächer als die dunkleren Flecken“, sagt Orozco.
Das Tachogramm ist eine Karte der Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung auf der Sonnenoberfläche. Das Blau zeigt die Verschiebung zum Beobachter hin (in diesem Fall die). Sonnenorbiter) und rot, in die entgegengesetzte Richtung. Diese Karte zeigt, dass sich Plasma auf der Sonnenoberfläche zwar im Allgemeinen in der Richtung der Sonnenrotation um ihre Achse dreht, um Sonnenflecken herum jedoch nach außen gedrückt wird. „Obwohl das Bild statisch ist, ist das Plasma auf der Oberfläche in ständiger Bewegung“, erklärt Orozco.
Das Bild mit sichtbarem Licht zeigt die Oberfläche der Sonne als das, was sie ist: helles, heißes Plasma in ständiger Bewegung. Hier entsteht fast die gesamte Sonnenstrahlung, die Temperatur liegt zwischen 4.500 und 6.000 Grad und Sonnenflecken sind kälter als ihre Umgebung und geben daher weniger Licht ab. Unten wirbelt das Plasma im „Konvektionszone“, nicht unähnlich dem Magma des Erdmantels. Durch diese Bewegung erhält die Sonnenoberfläche ein körniges Aussehen. Auf diesem Foto sehen Sonnenflecken wie dunkle Bereiche oder Löcher aus, da sie kälter als ihre Umgebung sind und daher weniger Licht abgeben.
Als „sehr wichtig“ bezeichnet der Astrophysiker des andalusischen Instituts die Informationen des Solar Orbiter, der seiner Meinung nach eines der relevantesten Instrumente der ESA ist. „Es ist kein Satellit, aber er reist durch das Sonnensystem und liefert Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln, die uns helfen, das gesamte Magnetfeld und das Sonnenklima viel besser zu modellieren.“
Daniel Müller, Projektwissenschaftler bei Solar Orbiter, stimmt zu: „Das Magnetfeld der Sonne ist der Schlüssel zum Verständnis der dynamischen Natur unseres Sterns, vom kleinsten bis zum größten Maßstab. Diese neuen hochauflösenden Karten zeigen die Schönheit des Magnetfelds und der Oberflächenströmungen der Sonne sehr detailliert. Gleichzeitig sind sie entscheidend für den Rückschluss auf das Magnetfeld in der heißen Korona.“
In diesem Sinne argumentiert Steph Yardley, ein auf die Sonne spezialisierter Wissenschaftler an der University of Northumbria (Vereinigtes Königreich), dass „die Variabilität der gemessenen Sonnenwindströme vor Ort von einer Raumsonde in der Nähe der Sonne liefert viele Informationen über seine Quellen, und obwohl frühere Studien den Ursprung des Sonnenwinds verfolgt haben, geschah dies viel näher an der Erde. wenn diese Variabilität verloren geht.“ „Da Solar Orbiter so nah an der Sonne vorbeifliegt“, fügt er hinzu, „können wir die komplexe Natur des Sonnenwinds erfassen, um ein viel klareres Bild von seinen Ursprüngen zu erhalten und wie diese Komplexität durch Veränderungen in verschiedenen Quellregionen vorangetrieben wird.“ .
Darüber hinaus, so der andalusische Forscher, „beginnt die Mission, die Ebene der Ekliptik zu verlassen.“ [recorrido aparente del Sol sobre la esfera celeste a lo largo de un año visto desde la Tierra] und das bedeutet, dass wir beginnen werden, die magnetische Struktur der Pole zu erkennen. Wir wissen es nicht, aber wir wissen, dass es sich anders verhält.“
In diesem Sinne bekräftigt die ESA, dass sie von nun an zweimal im Jahr hochauflösende Bilder liefern kann, nachdem sie deren Verarbeitung implementiert hat und weiß, wie sie die 19 Monate, die bisher für den gesamten Prozess erforderlich waren, verkürzen kann. Um den Standort des Schiffes zu erfahren, verfügt die Raumfahrtbehörde über die Tool Wo ist Solar Orbiter?.
Und es ermöglicht nicht nur die einzigartige Untersuchung des Hauptsterns unseres Systems, sondern auch ähnlicher Sterne. „Was wir über unsere Sonne gelernt haben, könnte auf andere Sterne angewendet werden, die ebenfalls Sternwinde aussenden“, erklärt Samuel Badman vom Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics.