Parker Solar Probe löst 70 Jahre altes Rätsel um die Sonnenaktivität

DNVN – Zum ersten Mal in der Geschichte ist die Parker Solar Probe der NASA durch eine Region der Sonne geflogen, in der sich Magnetfelder explosionsartig trennen und wieder verbinden. Damit wurde eine Theorie direkt bestätigt, über die Wissenschaftler 70 Jahre lang diskutiert haben.

Dank der Parker Solar Probe der NASA konnten Wissenschaftler endlich beobachten, wie die Sonne auseinanderbricht und explodiert. Die Mission bestätigte eine 70 Jahre alte Theorie über die magnetischen Kräfte hinter Sonnenstürmen. Quelle: Shutterstock

Der Durchbruch erklärt, wie die Sonne enorme Energiestöße freisetzt, die Sonnenstürme und Hurrikane erzeugen, die stark genug sind, um Satelliten, Stromnetze und die Kommunikation auf der Erde zu stören.

Bestätigung jahrzehntelanger Theorien über die Sonne

Ein Team unter der Leitung des Southwest Research Institute (SwRI) hat erstmals direkte Beweise für langjährige Theorien zur magnetischen Rekonnexion vorgelegt. Bei diesem Prozess wird gespeicherte magnetische Energie freigesetzt und Sonneneruptionen, koronale Massenauswürfe und andere Weltraumwetterphänomene ausgelöst. Möglich wurde dieser Durchbruch durch die Parker Solar Probe (PSP) der NASA, die einzige Raumsonde, die die obere Sonnenatmosphäre durchflog.

Magnetische Rekonnexion tritt auf, wenn magnetische Feldlinien in einem überhitzten Plasma auseinanderbrechen und sich dann in einer anderen Konfiguration wieder verbinden. Diese plötzliche Veränderung setzt enorme Energiemengen frei. Auf der Sonne verursacht dieser Prozess Eruptionen, die sich im gesamten Sonnensystem ausbreiten und die Technologie auf der Erde, einschließlich Satelliten, Kommunikations- und Stromnetzen, stören können. Die Entwicklung präziser Modelle der Rekonnexion auf der Sonne ist der Schlüssel zur Vorhersage dieser zerstörerischen Sonnenstürme, bevor sie unseren Planeten erreichen.

Eine vom SwRI geleitete Studie der Sonne hat jahrzehntealte theoretische Modelle zur magnetischen Rekonnexion der Sonne bestätigt. Messungen der Parker Solar Probe der NASA haben dazu beigetragen, wichtige Lücken im Datenmaterial über die Prozesse zu schließen, die Sonneneruptionen, koronale Massenauswürfe und andere Weltraumwetterphänomene verursachen. Die Messungen wurden in der weiß dargestellten Region durchgeführt, die als Ursprungsort des koronalen Massenauswurfs identifiziert wurde. Die hier gezeigten Abbildungen stammen von Aufnahmen der ESA-Mission Solar Orbiter. Bildnachweis: ESA/NASA/Solar Orbiter.

Von der Magnetosphäre der Erde zur Sonne

„Rekonnexion findet auf mehreren räumlichen und zeitlichen Skalen statt, in Weltraumplasmen von der Sonne bis zur Magnetosphäre der Erde, von Laborumgebungen bis hin zu kosmischen Skalen“, sagte Dr. Ritesh Patel, ein Forscher in der Abteilung für Sonnensystemforschung und -erkundung am SwRI in Boulder, Colorado, und Hauptautor eines neuen Artikels, der in Nature Astronomy veröffentlicht wurde. „Seit den späten 1990er Jahren können wir Rekonnexion in der Sonnenkorona durch Bildgebung und Spektroskopie nachweisen. Die In-situ-Erkennung in der Magnetosphäre der Erde war mit dem Start von Missionen wie der Magnetosphere Multiscale (MMS)-Mission der NASA möglich. Ähnliche Studien in der Sonnenkorona wurden jedoch erst mit dem Start der Parker Solar Probe der NASA im Jahr 2018 möglich.“

Die beispiellose Nähe von PSP zur Sonne hat Entdeckungen ermöglicht, die einst für unmöglich gehalten wurden. Bei einem nahen Vorbeiflug am 6. September 2022 stieß die Raumsonde auf einen massiven Ausbruch und sammelte die ersten detaillierten Bilder und Messungen der Plasma- und Magnetfeldaktivität während eines solchen Ereignisses. Durch die Kombination dieser Beobachtungen mit Daten des Solar Orbiters der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) bestätigte das vom SwRI geleitete Team, dass PSP tatsächlich zum ersten Mal durch die magnetische Rekonnexionszone in der Sonnenatmosphäre geflogen war.

Die Parker Solar Probe der NASA ist die erste Raumsonde, die direkt durch die äußere Atmosphäre der Sonne fliegt und dabei beispiellose Daten über die Sonnenaktivität und ihre Auswirkungen auf die Erde sammelt. Bildnachweis: NASA GSFC/CIL/Brian Monroe

Langjährige Muster endlich bestätigt

„Wir entwickeln die Theorie der magnetischen Rekonnexion seit fast 70 Jahren und hatten daher eine grundlegende Vorstellung davon, wie sich die verschiedenen Parameter verhalten würden“, sagte Patel. „Die Messungen und Beobachtungen der Begegnung bestätigten jahrzehntelange numerische Simulationen innerhalb einer gewissen Unsicherheit. Die Daten werden als starke Einschränkungen für zukünftige Modelle dienen und einen Weg zum Verständnis von PSP-Solarmessungen aus anderen Zeiträumen und Ereignissen ebnen.“

Die vom SwRI geleitete MMS-Mission der NASA hat Forschern einen Einblick in die Funktionsweise von Rekonnexion in der erdnahen Umgebung auf kleineren Skalen gegeben. Die PSP-Beobachtungen von 2022 liefern den Forschern nun das fehlende Puzzleteil, das die Rekonnexion auf Erdebene mit der Sonnenebene verbindet. Als nächstes wird das SwRI untersuchen, ob in den von PSP identifizierten Sonnenregionen, in denen aktive Rekonnexion stattfindet, Rekonnexionsmechanismen im Zusammenhang mit Turbulenzen oder magnetischen Wellenfluktuationen vorhanden sind.

Entschlüsseln Sie das Geheimnis der Energieübertragung

„Die laufende Forschung macht Entdeckungen auf mehreren Skalen, die es uns ermöglichen zu sehen, wie Energie übertragen und Teilchen beschleunigt werden“, sagte Patel. „Das Verständnis dieser Prozesse in der Sonne kann uns helfen, die Sonnenaktivität besser vorherzusagen und unser Verständnis der erdnahen Umgebung zu verbessern.“

Die Parker Solar Probe ist eine NASA-Mission, die die Sonne aus nächster Nähe untersuchen und erforschen soll, wie ihre Aktivität die Umwelt der Erde prägt. Sie ist Teil des NASA-Programms „Living with Stars“, das sich auf das Sonne-Erde-System und dessen Einfluss auf Alltag und Gesellschaft konzentriert. Das Programm wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington geleitet. Die Raumsonde selbst wurde vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University entworfen und gebaut, das auch die Mission betreibt und leitet.

La Khe (Laut SciTech Daily)

Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/tau-tham-do-mat-troi-parker-giai-ma-bi-an-keo-dai-70-nam-ve-hoat-dong-cua-mat-troi/20250824073432046