Solar System

Sie haben von Sonnenflecken gehört, aber wie wäre es mit Sonnenflecken? Eine kürzlich durchgeführte Sonnenmission hat Fotos von winzigen, hellen Punkten auf der Sonne gemacht, und Astronomen denken über ihre Ursache nach.

Diese Bilder vom Solar Orbiter, aufgenommen am 30. Mai 2020, zeigen eine Vielzahl kleinräumiger Strukturen. Angepasst von Solar Orbiter / EUI Team / ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

Etwas Neues auf der Sonne

In der kurzen Zeit seit seinem Start im Februar 2020 hat Solar Orbiter bereits einige unglaubliche Fotos und Daten der Sonne zurückgesendet. Die gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation und der NASA wird voraussichtlich ihre größten wissenschaftlichen Durchbrüche erzielen, wenn sie ihre Umlaufbahn neigt, um die Pole der Sonne sehen zu können – eine Region, die wir noch nie fotografiert haben – aber sie hat bereits nie zuvor gesehene Phänomene enthüllt wie die Miniaturexplosionen auf der Sonnenoberfläche, die als solare Lagerfeuer bezeichnet werden.

Flugbahn des Solar OrbitersEine Darstellung der Daten wichtiger orbitaler Meilensteine ​​​​in der Solar Orbiter-Mission. Klicken um zu vergrößern. ESA / S.Poletti

Der heutige Artikel taucht in einige der exquisiten Daten von Solar Orbiter ein, um ein noch kleineres Phänomen zu untersuchen: das flüchtige Erscheinen von Dutzenden winziger, heller Punkte.

Flecken sehen

Punkte auf der SonneSolar Orbiter Extreme Ultraviolet Imager (links) und Nachbearbeitungsbild (rechts) der Punkte, die durch die gelben Kästchen gekennzeichnet sind. Adaptiert von Tiwari et al. / Astrophysikalische Zeitschrift 2022

Ein Team unter der Leitung von Sanjiv Tiwari (Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory and Bay Area Environmental Research Institute) begann seine Untersuchung dieser Punkte mit Solar Orbiter-Beobachtungen am 20. Mai 2020, als der dynamische Aktivitätszyklus der Sonne am Köcheln war. Unter Verwendung von Bildern des Extreme Ultraviolet Imager analysierten Tiwari und seine Mitarbeiter eine Region, in der Schleifen und Stränge magnetischen Flusses durch die Sonnenoberfläche stachen. Die Bilder zeigten winzige Flecken, die vor dem hellen Hintergrund aus heißem Plasma schwach sichtbar waren.

Solar Orbiter Extreme Ultraviolet Imager (links) und Nachbearbeitungsbild (rechts) der Punkte, die durch die gelben Kästchen gekennzeichnet sind. [Adapted from Tiwari et al. 2022]Nach Anwendung von Bildverarbeitungstechniken zur Verbesserung des Aussehens der Punkte konnten die Autoren 170 von ihnen charakterisieren, während sie im Laufe einer Stunde auftauchten und verblassten. Im Durchschnitt sind die Punkte rund, 30 % heller als ihre Umgebung, ungefähr so ​​groß wie Deutschland und halten nur 50 Sekunden, bevor sie verblassen. Etwa die Hälfte von ihnen behielt ihre Rundheit während ihres kurzen Lebens bei, während andere sich in zwei Teile aufspalteten, mit anderen Punkten verschmolzen oder verlängert wurden und kleine explosive Ereignisse hervorriefen.

Herstellen einer magnetischen Verbindung

Extremes Ultraviolett vs. MagnetfeldEin extrem-ultraviolettes Bild des Solar Dynamics Observatory mit einer unscharfen Maske (links) und der Magnetfeldstärke in Sichtlinie für dieselbe Region (rechts). Der untersuchte Punkt wird durch das gelbe Quadrat angezeigt. Adaptiert von Tiwari et al. / Astrophysikalische Zeitschrift 2022

Das Team analysierte auch Bilder und Magnetfeldmessungen vom Solar Dynamics Observatory, einem Raumschiff, das die Sonne aus der Erdumlaufbahn vermisst. (Das Team stellte fest, dass alle Merkmale, die in den Solar Orbiter-Bildern auftauchen, dies 3,22 Minuten vor ihrem Erscheinen in den Bildern des Solar Dynamics Observatory tun, da das Licht für die Reise zwischen den beiden Raumfahrzeugen benötigt wird.) Die Magnetfeldmessungen ergaben, dass die Punkte konzentrierten sich tendenziell in Bereichen mit starken Magnetfeldern oder in Regionen, in denen nach innen und nach außen gerichtete Magnetfeldlinien dicht beieinander gefunden wurden.

Also, was verursacht diese Punkte? Mithilfe von magnetohydrodynamischen Simulationen bestätigte das Team, dass die meisten Punkte mit wechselwirkenden Magnetfeldlinien verbunden sind und möglicherweise entstehen, wenn Feldlinien, die sich unter der Sonnenoberfläche hervorschlängeln, sich mit denen verbinden, die sich bereits über der Oberfläche befinden. Eine kleinere Anzahl von Punkten war jedoch frei von verschlungenen Magnetfeldlinien, und sie könnten stattdessen durch Stoßwellen gebildet worden sein, die sich durch die Region bewegten.

Wenn Solar Orbiter in den nächsten Jahren näher an die Sonne heranrückt, sollten wir in der Lage sein, diese Punkte besser zu sehen und ihre Ursprünge besser zu verstehen. Wer weiß, welche Art von Punkten wir dann erkennen können!

Zitat

„SolO/EUI-Beobachtungen von allgegenwärtigen feinskaligen hellen Punkten in einer aufkommenden Flussregion: Vergleich mit einer Bifrost-MHD-Simulation“, Sanjiv K. Tiwari et al. 2022 ApJ 929 103. doi: 10.3847/1538-4357/ac5d46


Dieser Beitrag erschien ursprünglich auf AAS Nova, das Forschungshighlights aus den Zeitschriften der American Astronomical Society enthält.


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