Wie Regen auf der Sonne: Neue Teleskop-Optik liefert spektakuläre Bilder

Bei Beobachtungen von der Erde aus liegt ein Schleier vor der Sonne – verursacht durch die Atmosphäre der Erde. Mit einer neuen Teleskop-Optik haben US-Astronomen diesen Schleier nun beiseite gezogen.

Die Technik könnte neue Erkenntnisse über Sonneneruptionen und das Weltraumwetter liefern, das bisweilen auch für die Erde gefährlich werden kann. Jetzt stellten die Astronomen zunächst Bilder der Sonnenkorona vor. Es sind Teilaufnahmen der äußersten Schicht der Sonnenatmosphäre. „So haben wir sie noch nie gesehen“, sagte der leitende Forscher Dirk Schmidt dem Tagesspiegel.

Ein Team um den Astronomen vom National Solar Observatory in Boulder im US-Bundestaat Colorado stellte die neue Beobachtungstechnologie in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ vor – und die bislang schärfsten Bilder von Details in der Sonnenkorona.

© DIRK SCHMIDT

Diese äußere Schicht der Atmosphäre der Sonne besteht aus heißem Wasserstoff-Plasma, das von Magnetfeldern zusammengehalten wird. Es erreicht aus bisher ungeklärten Gründen extrem hohe Temperaturen von mehreren Millionen Grad. Die Korona liegt über einer mit etwa 6000 Grad deutlich kühleren Schicht, der Photosphäre. Alle sonnenähnlichen Sterne haben solche heißeren Koronen oberhalb kühlerer Photosphären.

© Schmidt et al./NJIT/NSO/AURA/NSF

Im Plasmazustand werden Gasatome ionisiert. Ihre Elektronen sind dann getrennt von den Protonen im Atomkern frei beweglich. Das Plasma strahlt Licht und Wärme ab, die unter anderem die Energie für das Leben auf der Erde liefern.

Dem Team um Schmidt gelangen nun auch bewegte Bilder sich schnell umstrukturierender Sonnenprotuberanzen, in denen turbulente innere Strömungen sichtbar sind. Sonnenprotuberanzen sind große, helle Erscheinungen, die sich oft als Bögen oder Schleifen von der Sonnenoberfläche nach außen erstrecken.

Es wird vermutet, dass genauere Untersuchungen feiner, kühlerer Plasmabereiche Hinweise darauf liefern könnten, wie sich die Korona so stark erhitzt und wie auch Sonneneruptionen zustande kommen. Bei diesen Ereignissen werden große Mengen Plasma ausgestoßen, die als Teilchenregen auf die Erde treffen können. Zwar schützt das Erdmagnetfeld ihre Oberfläche, doch technische Geräte, etwa Satelliten im Orbit, können dabei beschädigt werden.

© Schmidt et al./NJIT/NSO/AURA/NSF

Dazu sind Messungen mit möglichst hoher Präzision erforderlich, wie sie mit der neu entwickelten Teleskop-Optik möglich werden. Der Mechanismus, mit dem Turbulenzen in der Erdatmosphäre ausgeglichen werden, erlaubte dem Teleskop, Bilder bis an die Grenze seiner optischen Auflösung zu liefern.

Das System erfasst Bilder mit einer Auflösung von 63 Kilometern. Das ist die theoretische Grenze des 1,6-Meter-Goode-Sonnenteleskops. „Dieser technologische Fortschritt ist ein echter Game-Changer“, sagte Schmidt. Da es die Auflösung um den Faktor 10 erhöhe, gebe es nun viel zu entdecken.