Forscher, die die Sonne erforschen, könnten der Lösung eines jahrzehntelangen Rätsels um den Stern einen Schritt näher kommen: Warum seine äußere Atmosphäre, die sogenannte Sonnenkorona, so viel heißer ist als die Schichten darunter. „Dank dieser Studie kommen wir dem Verständnis der Sonne, dem Stern, der uns Leben schenkt, möglicherweise einen Schritt näher“, sagte Professor Robertus Erdelyi von der University of Sheffield, Co-Forscher der Forschung.
Das Problem der koronalen Erwärmung gibt Forschern seit Jahrzehnten Rätsel auf. Das Geheimnis ist folgendes: Die diffuse Wolke geladener Atome, aus denen die Korona besteht, kann Temperaturen von über 1,8 Millionen Grad Fahrenheit (etwa 1 Million Grad Celsius) erreichen, während die Sonnenoberfläche, die sogenannte Photosphäre, eine relativ moderate Temperatur von etwa 10.000 hat Grad Fahrenheit (oder 6.000 Grad Celsius).
Dies widerspricht Sternmodellen, da die Wärmequelle von Sternen die Kernfusion in ihrem Kern ist; Daher sollten die Temperaturen ansteigen, wenn wir uns dem Zentrum eines Sterns nähern. Die Schichten der Sonne scheinen dieser Regel zu folgen, bis wir die Korona erreichen, was bedeutet, dass es einen unbekannten Mechanismus geben muss, der die äußere Atmosphäre der Sonne erwärmt. Und diese schlangenartigen magnetischen Phänomene könnten die Lösung sein.
„Ein genaues Verständnis der Magnetfeldgeometrie ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der verschiedenen energetischen Phänomene, die die Plasmadynamik in der Sonnenatmosphäre antreiben“, sagte Erdelyi. „Dazu gehört auch das seit langem gesuchte magnetische Verhalten, das letztendlich für die Energieerregung des Sonnenplasmas bei Temperaturen von Millionen Grad verantwortlich sein könnte.“
Frühere Versuche, das Problem der koronalen Erwärmung zu lösen, konzentrierten sich auf aktive Regionen der Sonne, insbesondere Sonnenflecken, große dunkle Flecken auf der Sonnenoberfläche, die stark magnetisch sind und Energie zwischen den äußeren Schichten des Sterns übertragen. Doch für diese neue Studie wandte das Forscherteam seine Aufmerksamkeit von Sonnenflecken ab und konzentrierte sich auf ruhigere Regionen der Sonne.
Diese ruhigen Bereiche der Photosphäre sind Abdeckung aus konvektiven Zellen, sogenannten Granula, die schwächere, aber dynamischere Magnetfelder beherbergen als diejenigen, die man in der Nähe von Sonnenflecken findet. Frühere Beobachtungen deuteten darauf hin, dass diese Magnetfelder in kleinen Schleifen organisiert sind, doch das Studienteam entdeckte zum ersten Mal ein komplizierteres zugrunde liegendes Muster, bei dem die Ausrichtung dieser Magnetfelder eine schlangenförmige Variation aufwies.
„Je komplexer die kleinräumigen Variationen in der Richtung des Magnetfelds sind, desto plausibler ist es, dass Energie durch einen Prozess freigesetzt wird, den wir magnetische Wiederverbindung nennen – wenn zwei in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtete Magnetfelder interagieren und Energie freisetzen, die zur Atmosphäre beiträgt.“ Erwärmung", sagte Studienko-Forscher Michail Mathioudakis von der Queen's University Belfast in Nordirland.
„Wir haben das leistungsstärkste optische Sonnenteleskop der Welt genutzt, um die komplexesten Magnetfeldausrichtungen aufzudecken, die jemals in kleinsten Maßstäben gesehen wurden“, fügte Mathioudakis hinzu. „Das bringt uns dem Verständnis eines der größten Rätsel der Solarforschung näher.“
