Ballonteleskop entdeckt verborgene Magnetfäden über ruhigen Regionen der Sonne
Wissenschaftler haben über Regionen der Sonne, die ruhig aussehen, ein überraschend komplexes Netzwerk dünner Magnetstrukturen gefunden. Ein internationales Team unter Leitung des National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) nutzte das Sonnenobservatorium Sunrise-III, das 2024 an einem Ballon hoch in der Stratosphäre der Erde flog, und berichtet über das Ergebnis in The Astrophysical Journal Letters.
Ein Geflecht aus Magnetfäden
Sunrise-III entdeckte zahlreiche dünne, langgestreckte Magnetstrukturen, die in ein größeres Netzwerk von Magnetfeldern über einer ruhigen Region der Sonne eingewoben sind. Dieses Netzwerk, magnetischer Baldachin genannt, erstreckt sich durch die Chromosphäre, die Schicht der Sonnenatmosphäre oberhalb der sichtbaren Oberfläche (der Photosphäre). Es entsteht, wenn sich an der Oberfläche konzentrierte Magnetfelder nach außen ausbreiten und sich nach oben wölben.
Statt einer glatten, gleichmäßig expandierenden Struktur zeigen die Beobachtungen einen Baldachin mit vielen schmalen, fadenartigen Merkmalen. Computersimulationen reproduzierten die von Sunrise-III aufgezeichneten Muster, was darauf hindeutet, dass Bewegungen auf der Sonnenoberfläche die Magnetfeldlinien verdrillen und die weiter oben beobachteten komplizierten Strukturen erzeugen.
Jets und sich ändernde Felder
Das Observatorium untersuchte außerdem eine weitere ruhige Region nahe dem Sonnenrand, dem sichtbaren Rand der Sonne. Dort maß es Magnetfelder in Spikulen, schmalen Strahlen von Sonnenmaterial, die von der Oberfläche aufsteigen, und zeigte, wie sich die Verteilung der Felder mit der Höhe ändert.
Warum ruhige Regionen schwer zu untersuchen sind
Ruhigen Regionen fehlen markante Merkmale wie Sonnenflecken, und sie bedecken den größten Teil der Sonne, sind aber magnetisch nicht inaktiv. Ihre Felder sind im Allgemeinen schwächer als in aktiven Gebieten, und bodengebundene Teleskope tun sich schwer, subtile Strukturen zu messen, weil Turbulenzen in der Erdatmosphäre feine Details verwischen.
Sunrise-III ist um ein 1-Meter-Teleskop herum gebaut. Während seiner Mission 2024 schwebte es etwa 35 Kilometer über der Erde, wo atmosphärische Störungen stark reduziert sind. Eines seiner Instrumente, SCIP (Sunrise Chromospheric Infrared spectroPolarimeter), ist ein unter Leitung des NAOJ entwickeltes Nahinfrarot-Instrument, das Magnetfelder kontinuierlich über Schichten von der Photosphäre bis zur Chromosphäre misst, sodass die Forschenden sehen konnten, wie sich Strukturen mit der Höhe verändern.
Die Chromosphäre enthält daher eine weit kompliziertere Magnetstruktur, als ein einfacher expandierender Baldachin vermuten ließe. Sie zu verstehen, könnte helfen zu erklären, wie die durch Bewegungen nahe der Oberfläche erzeugte Energie in höhere Schichten transportiert wird und zur Erwärmung der Sonnenatmosphäre beiträgt, auch in Regionen, die aus der Ferne ruhig wirken.
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