Expedition zur Sonne
Die kosmische Nachbarschaft der Erde haben die Wissenschaftler der Sonnensystemforschung im Fokus – vor allem die Sonne. So blicken sie ins Herz des Sterns, von dem wir leben, untersuchen die Gashülle, das solare Magnetfeld oder die energiereichen Teilchen, die unsere Sonne in den Weltraum ausstößt. Die Oberflächen der Planeten und ihre unterschiedlichen „Sphären“ – Atmosphären, Ionosphären und Magnetosphären –, die Ringe und Trabanten sowie Kometen und Planetoiden sind weitere Themen für physikalische Modelle und numerische Simulationen. Dabei "reisen" die Forscher auch mit Ballons Richtung Sonne, prüfen ihre Messungen und Simulationsrechnungen mittels Computerprogrammen oder schauen sich die Sonnenoberfläche mithilfe von Satellitenaufnahmen genauer an.
Die Sonne ist der wichtigste Energiespender der Erde und Motor des Klimas. Doch sie schickt mal mehr, mal weniger Licht zur Erde. Astronomen um Natalie Krivova erfassen am Max-Planck-Institut für Sonnensystem-forschung diese Schwankungen der Sonnenstrahlung in Modellen, um herauszufinden, ob die Veränderungen zur Erderwärmung beitragen oder ihr entgegenwirken.
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Wer eine totale Sonnenfinsternis erlebt, ist überwältigt vom Anblick des Strahlenkranzes, der unser Tagesgestirn umgibt. Warum ist diese Korona genannte Gasschicht mehrere Millionen Grad heiß? Das Team um Sami K. Solanki, Direktor am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, geht das Problem mit raffinierten Beobachtungsmethoden und Computersimulationen an.
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Nach Monaten Vorbereitung im nordschwedischen Kiruna ist das ballongetragene Sonnenobservatorium Sunrise gen Himmel gestartet. Polarwinde tragen den mit Helium gefüllten Ballon und die Gondel in mehr als 35 Kilometern Höhe um den Nordpol. Während des Fluges richtet Sunrise, ausgestattet mit dem größten Sonnenteleskop, das jemals den Erdboden verlassen hat, seinen einzigartigen Blick auf die Sonne.
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Das Sonnenobservatorium Sunrise hat seinen ersten Ballonflug 2009 erfolgreich überstanden. Aus einer Höhe von 37 Kilometern sah es das Tagesgestirn wie kein Teleskop je zuvor. Die Forscher am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen hoffen auf reiche Beute.
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Plasmen sind im Planetensystem allgegenwärtig. Die Sonne selbst besteht ausschließlich aus Gas in diesem exotischen Aggregatzustand und auch seine Umgebung flutet unser Tagesgestirn beständig mit Strömen geladener Teilchen: dem Sonnenwind. Sonnensystem- forscher der Abteilung von Sami K. Solanki studieren, wie die komplizierte Plasmamaschine namens Sonne arbeitet.
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In einer neuen Theorie ziehen die Wissenschaftler ein lange bekanntes Naturphänomen heran, das in sehr unterschiedlichen Situationen beobachtbar ist – sowohl im fernen Kosmos als auch in der heimischen Teetasse. Sie erklären so die fingerartigen Plasmastrukturen in der Gashülle der Sonne, der Korona.
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Die Sonne ist temperamentvoller als gedacht. Neben den Sonneneruptionen – gewaltigen Teilchen- und Strahlungs-ausbrüchen in der äußeren Atmosphäre – kommt es auch in der darunterliegenden kühleren Schicht zu regelrechten Explosionen: An manchen Stellen staut sich magnetische Energie auf und entlädt sich innerhalb von Minuten.
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Nach dem Flug des ballongetragenen Teleskops Sunrise legen Wissenschaftler einzigartige Einblicke in die zentrale Schicht der Sonnenatmosphäre vor. Die hochaufgelösten Bilder zeigen die Chromosphäre in ultraviolettem Licht. Intensiver als in früheren Aufnahmen erscheinen in diesem Wellenlängenbereich hunderte Kilometer große Strukturen wie helle Punkte oder langgezogene Fibrillen in der Nähe von Sonnenflecken.
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