"Parker Solar Probe" liefert neue Erkenntnisse: Der Sonne so nah

Unsere Sonne brodelt chaotischer als erwartet. Das zeigen erste Ergebnisse der Sonnensonde «Parker Solar Probe» der US-Raumfahrtbehörde Nasa, die unserem Stern näher gekommen ist als jedes andere menschengemachte Objekt zuvor. Die Sonne schleudert demnach besonders schnelle Teilchenwolken ins All, und das Magnetfeld ändert sich rascher als erwartet. Die Beobachtungen, die vier Forscherteams im britischen Fachblatt «Nature» präsentieren, haben auch Bedeutung für die Vorhersage des sogenannten Weltraumwetters, zu dem Forscher Teilchenströme und Strahlungsausbrüche von der Sonne zusammenfassen und das erhebliche Auswirkungen auf Satelliten und Astronauten haben kann.

Die Sonnensonde war im August 2018 gestartet und nähert sich unserem Tagesgestirn auf einer Art Spiralbahn. Die jetzt analysierten Beobachtungen stammen aus der bislang größten Annäherung auf 24 Millionen Kilometer. Zum Vergleich: Die Erde ist 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, der innerste Planet unseres Systems, Merkur, immer noch 58 Millionen Kilometer. Die «Parker Solar Probe» soll sich im Laufe ihrer Mission noch auf 6 Millionen Kilometer an die Sonne heranpirschen. Ein wichtiges Untersuchungsobjekt ist der sogenannte Sonnenwind, ein steter Strom elektrisch geladener subatomarer Teilchen von der Sonne ins All.

Langsamer Wind, schnelle Teilchen

Überrascht hat die Forscher dabei die Beobachtung extrem schneller Teilchenströme im ansonsten vergleichsweise langsamen Sonnenwind. «Sie zeigen Spitzengeschwindigkeiten von 480 000 Kilometern pro Stunde und sind so stark, dass sie die Richtung des Magnetfelds kippen», berichtet einer der Teamleiter, Justin Kasper von der Universität von Michigan in Ann Arbor, in einer Mitteilung seiner Hochschule. Die schnellen Ströme stammen demnach aus äquatornahen Löchern in der äußeren Sonnenatmosphäre und werden in einer Art magnetischen Tunneln beschleunigt, die ungefähr denselben Durchmesser haben wie die Erde. Vermutlich entstehen die schnellen Ströme durch das bekannte Phänomen der magnetischen Rekonnexion, bei dem sich magnetische Feldlinien «kurzschließen». Diese Ereignisse dauern nur Minuten, setzen aber eine Menge Energie frei.

Ebenso unerwartet war, dass die Eigenrotation der Sonne einen viel größeren Einfluss auf den Sonnenwind hat als angenommen. Da die Teilchen des Sonnenwindes elektrisch geladen sind, zieht das solare Magnetfeld sie in Richtung der Rotation mit. Bereits in moderatem Abstand sollte dieser Effekt Modellen zufolge aber nur noch minimal sein. «Zu unserer großen Überraschung haben wir bereits bei der Annäherung an die Sonne große Rotationsflüsse nachgewiesen», berichtet Kasper. Diese Seitendrift des Sonnenwindes ist den Beobachtungen zufolge 10 bis 25 Mal schneller als Modelle vorhersagen.

"Koronarer Massenauswurf"

«Das hat enorme Auswirkungen», betont Kasper. «Weltraumwettervorhersagen werden diese Flüsse einberechnen müssen, wenn wir in der Lage sein wollen, vorherzusagen, ob ein koronaler Massenauswurf die Erde trifft oder Astronauten auf dem Weg zum Mond oder Mars.» Als koronaler Massenauswurf wird der Ausstoß großer Mengen Materie im Bereich von Milliarden Tonnen aus der äußersten Schicht der Sonne, der Korona, genannt. Diese energiereichen, elektrisch geladenen Teilchenwolken können das Erdmagnetfeld durcheinander bringen sowie Satelliten und Raumschiffe lahmlegen.

Darüber hinaus haben die Teams erste Hinweise auf staubfreie Zonen in der Nähe der Sonne entdeckt, die bereits postuliert worden waren, aber bislang nicht nachgewiesen werden konnten. Um deren Existenz zweifelsfrei zu klären, muss sich die Sonnensonde aber voraussichtlich erst noch weiter an unser Tagesgestirn annähern. Die Sonde soll bis 2025 insgesamt 24 Mal nah an der Sonne vorbeifliegen. ( Till Mundzeck, dpa)