Schnelle winzige Jets auf der Sonne, die erstmals von Solar Orbiter beobachtet wurden, könnten Sonnenwinde antreiben

„Der Energieinhalt eines einzelnen ‚Picoflare‘-Jets, der etwa eine Minute lang lebt, entspricht dem durchschnittlichen Stromverbrauch von etwa 10.000 Haushalten im Vereinigten Königreich über ein ganzes Jahr.“

Solarwissenschaftler haben zum ersten Mal kleine, kurzlebige Energiestrahlen entdeckt, die aus dunklen Löchern in der äußeren Sonnenatmosphäre, der Korona, austreten.

Diese sogenannten „Picojets“ könnten sowohl Energie als auch Materie in Form von Plasma an Sonnenwinde liefern, bei denen es sich um Hochgeschwindigkeitsausströme heißen Gases aus der Sonne handelt, die interplanetare Räume füllen können.

Sonnenwinde wurden schon früher mit koronalen Lochquellen in Verbindung gebracht, aber wie dieser Partikelausfluss in der Region entsteht, ist bislang ein Rätsel. Doch mit neuen Erkenntnissen über Picojets könnte das Rätsel endlich gelöst werden. Diese winzigen Jets waren auf extrem ultravioletten Bildern der Sonne und ihrer Korona zu sehen, die von der Raumsonde Solar Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) aufgenommen wurden.

„Jets wurden im Allgemeinen bereits früher in der Sonnenkorona beobachtet“, sagte Lakshmi Pradeep Chitta, Leiter der Entdeckungsmannschaft und Teamleiter des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung, gegenüber Space.com. „Die von uns beobachteten Picoflare-Jets sind die kleinsten und energetisch schwächsten Jettypen in der Sonnenkorona, die zuvor noch nicht beobachtet wurden.“

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Obwohl diese Picojets klein sind und nicht länger als 60 Sekunden halten, wie Chitta betonte, sind sie dennoch an sich leistungsstark.

„Das Präfix ‚Pico‘ bezieht sich auf die Energieskala des Jets. Die von uns entdeckten Picoflare-Jets sind im Vergleich zu großen Flares der X-Klasse energetisch eine Billion Mal schwächer“, sagte er, wobei Flares der X-Klasse die stärksten explosiven Ausflüsse der Sonne sind .

„Dennoch“, fuhr er fort, „entspricht der Energieinhalt eines einzelnen Picoflare-Jets, der etwa eine Minute lang lebt, dem durchschnittlichen Stromverbrauch von etwa 10.000 Haushalten im Vereinigten Königreich über ein ganzes Jahr.“

Chitta erklärte, dass es sich dabei um die Häufigkeit der Picojets handelt, die er und das Team mit dem Extreme Ultraviolet Imager (EUI) des Solar Orbiters beobachteten, während sich die Raumsonde nur 31 Millionen Meilen (50 Millionen Kilometer) vom Stern entfernt befand. Die Untersuchung dieses Parameters führte sie zu der Annahme, dass diese winzigen Jets eine wesentliche Energie- und Materiequelle für Sonnenwinde sind.

Das Team hat auch eine Vorstellung davon, was Picojets in koronalen Löchern erzeugen könnte, und weist darauf hin, dass die magnetische Wiederverbindung der wahrscheinliche Auslöser des Phänomens ist. Unter magnetischer Wiederverbindung versteht man in diesem Fall das Aufbrechen und Wiederverknüpfen magnetischer Feldlinien, wodurch letztendlich eine enorme Menge gespeicherter Energie freigesetzt wird. Tatsächlich ist diese Aktivität ein grundlegender Prozess für Sterne.

„Es wird angenommen, dass die magnetische Wiederverbindung ihrer Natur nach ein sehr intermittierender Prozess ist. Ein solcher Prozess ist dann ein geeigneter Kandidat, um die intermittierenden Picoflare-Jet-Ausflüsse zu erklären“, sagte Chitta. „Unsere Beobachtungen offenbaren die intermittierende Basis des Sonnenwinds, indem sie durch Wiederverbindung angetriebene Plasmajets in den derzeit kleinsten auflösbaren Maßstäben von etwa 124 Meilen (200 km) in der Sonnenkorona erfassen. Wir gehen davon aus, dass es immer noch kleinere Jets geben könnte, die wir nicht auflösen können.“ im Augenblick."

Chitta erklärte auch, dass die Ergebnisse, zu denen das Team gelangte, zumindest eine Überraschung lieferten, nämlich dass diese kleinen Jets selbst in den dunkelsten Bereichen koronaler Löcher vorhanden seien.

„Koronale Löcher werden durch ‚offene‘ Magnetfelder der Sonne aufrechterhalten. Normalerweise kehren Magnetfelder zur Sonnenoberfläche zurück, aber in diesen offenen Feldregionen erstrecken sich die Kraftlinien bis in den interplanetaren Raum“, erklärte Chitta. „Das ionisierte Gas entweicht ungehindert, und die Korona erscheint hier dunkler als die umliegenden Regionen, die mit geschlossenen Magnetfeldern gefüllt sind, die heißes Plasma einfangen und daher heller erscheinen.“

„Wir waren angenehm überrascht, selbst in den sehr ‚inaktiven‘ und damit ‚dunkleren‘ Teilen der beobachteten koronalen Löcher schwache Picoflare-Ausflüsse zu entdecken.“

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Das Team wird nun mit dem Solar Orbiter weiterhin koronale Löcher und andere potenzielle Quellen des Sonnenwinds überwachen, um Phänomene wie Sonneneruptionen, koronale Massenauswürfe und den Sonnenwind als Ganzes besser zu verstehen.

Diese Beobachtungen könnten schließlich dazu beitragen, eines der drängendsten Rätsel rund um die Sonne zu lösen – warum ihre äußere Atmosphäre, die Korona, tausende Male heißer ist als ihre Oberfläche, obwohl sie weiter von der Quelle der Sternwärme, dem Kernofen im Herzen unserer Sonne, entfernt ist .

„Neue und bevorstehende Sonnenmissionen sind alle darauf ausgerichtet, diese kleinen magnetischen Prozesse in Aktion besser zu beobachten und zu verstehen“, schloss Chitta. „Dann werden wir nicht nur unser Verständnis der Physik grundlegender Plasma- und astrophysikalischer Prozesse verbessern, sondern wir können auch mehr darüber erfahren, wie Sonnenaktivität das Weltraumwetter beeinflusst.“

Die Forschung wurde am Donnerstag, 24. August, in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

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Robert Lea ist ein Wissenschaftsjournalist im Vereinigten Königreich, dessen Artikel in Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek und ZME Science veröffentlicht wurden. Er schreibt außerdem über Wissenschaftskommunikation für Elsevier und das European Journal of Physics. Rob hat einen Bachelor of Science in Physik und Astronomie von der britischen Open University. Folgen Sie ihm auf Twitter @sciencef1rst.

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