Flecken auf der Sonne. (Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL) Sonnenflecken sind nicht die einzigen Flecken, die das dynamische Gesicht unserer Sonne schmücken. Sonnenphysiker haben winzige, flüchtige Helligkeitsflecken eingehend untersucht, die in Regionen, in denen Plasmaschleifen von der Sonnenoberfläche aufsteigen, im Durchschnitt in weniger als einer Minute entstehen und wieder verschwinden.
Sie werden „Solarpunkte“ genannt. Die Analyse ergab, dass das flüchtige Phänomen wahrscheinlich das Ergebnis magnetischer Spielereien ist – was nicht sonderlich überraschend wäre, wenn man bedenkt, dass Magnetfeldänderungen bei allen möglichen verrückten Sonnenphänomenen eine große Rolle spielen.
Dennoch deutet der Befund darauf hin, dass die Sonne noch komplexer ist, als wir wussten; Die Analyse dieser Sommersprossen könnte unser Verständnis der Rolle des Magnetfelds auf die Sonnendynamik und des Magnetfelds selbst verbessern.
Die faszinierenden Punkte waren, ähm, auf Bildern des gemeinsamen Solar Orbiter von NASA und ESA zu sehen, der 2020 startete, als die Sonne gerade in einen neuen Zyklus eingetreten war und immer aktiver wurde.
Am 20. Mai 2020 bildete die Raumsonde einige Regionen mit magnetischem Fluss ab, wobei Magnetschleifen von der Sonnenphotosphäre aus nach oben bogen.
Das solare Magnetfeld ist ein kompliziertes Gebilde. Es wird durch einen Dynamoprozess im Sonneninneren erzeugt – die Bewegung einer konvektiven, leitenden Flüssigkeit, die elektrische und magnetische Felder erzeugt. Wir wissen nicht genau, wie es funktioniert, aber das resultierendes Magnetfeld Die Linien sind zahlreich, dynamisch und komplex.
Sonnenflecken Beispielsweise handelt es sich um Regionen, in denen Magnetfelder besonders stark sind und Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe dadurch erzeugt werden, dass Magnetfeldlinien zusammenbrechen und sich wieder verbinden.
Die zuvor erwähnten 11-Jahres-Sonnenzyklen werden durch die Magnetfeldumkehr angetrieben, die alle 11 Jahre stattfindet, wenn die magnetischen Pole der Sonne ihre Plätze tauschen.
Unter der Leitung des Astrophysikers Sanjiv Tiwari vom Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory untersuchte ein Wissenschaftlerteam eine dieser Magnetflussregionen genauer, die im extremen ultravioletten Wellenlängenbereich abgebildet wurden. Sie fanden winzige, runde, helle Flecken, die fast im Sonnenplasma verborgen waren.
Durch die Bildverarbeitung wurden die Punkte stärker hervorgehoben, sodass das Team sie im Detail untersuchen konnte. Im Laufe von etwa einer Stunde konnten sie rund 170 Punkte beobachten und charakterisieren.
Insgesamt hatten die Punkte im Durchschnitt einen Durchmesser von etwa 675 Kilometern (420 Meilen) (hey, das ist klein für die Sonne), waren etwa 30 Prozent heller als das umgebende Plasma und dauerten im Durchschnitt nur 50 Sekunden, bevor sie wieder verschwanden. Etwa die Hälfte der Punkte blieb für die Dauer ihres kurzen Lebens isoliert, während der Rest sich in zwei Teile aufteilte, mit anderen Punkten verschmolz oder explosive Schleifen oder Jets entwickelte.
Ein Vergleich mit Daten des Solar Dynamics Observatory der NASA, die das Magnetfeld der Sonne zeigen, ergab, dass die Punkte im gesamten von Solar Orbiter abgedeckten Sichtfeld auftraten, jedoch in magnetisch aktiveren Regionen dichter gebündelt waren, insbesondere bei den größeren und helleren Punkten.
Der nächste Schritt bestand darin, herauszufinden, was die Flecken verursacht. Dies erforderte den Einsatz einer Software, die die Magnetohydrodynamik der Sonnenatmosphäre simuliert. Bifrost .
Diese Simulation ergab, dass es sich bei den Punkten möglicherweise um Momente der magnetischen Wiederverbindung zwischen magnetischen Feldlinien, die von der Sonnenoberfläche austreten, und magnetischen Feldlinien, die in sie hinein absteigen, handelt.
Da die magnetische Wiederverbindung in der Sonnenatmosphäre Schleifen erzeugt, würde dies erklären, warum sich viele der Punkte während ihrer Entwicklung zu einer ausgedehnten Schleife ausdehnen.
Allerdings tauchten einige der Punkte nicht in Regionen mit verwickelten Magnetfeldern auf, was darauf hindeutet, dass es für diese mysteriösen Strukturen mehrere Entstehungswege geben könnte. Eine mögliche Erklärung, so das Team, sei die Ausbreitung magnetoakustischer Wellen im Sonnenplasma, die Stöße erzeugen könnten, die zu Punkten führen.
Doch das Rätsel ist noch lange nicht gelöst. Die von Solar Orbiter abgebildeten Punkte sind nicht die einzigen Punkte, die auf der Sonne zu sehen sind, und sie wurden in unterschiedlichen Wellenlängen und unterschiedlichen magnetischen Umgebungen beobachtet.
Zukünftige Forschungen, so das Team, könnten dazu beitragen, diese offenen Fragen zu klären und uns dem wirklichen Verständnis unseres faszinierenden Sterns näher zu bringen.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal .