Astronomen lösen Rätsel um mysteriöse "Finger" bei Sonnenstürmen

Im Jahr 1999 haben Forscher*innen erstmals mysteriöse Vorgänge bei Eruptionen eines Sonnensturms beobachtet. Neben den typischen Energieausbrüchen nach außen wurden auch Bewegungsflüsse erkannt, die aussehen, als würden sie zur Sonne zurückfallen. Beschrieben wurden sie als “sich nach unten bewegende dunkle Hohlräume”. Die Hintergründe dieses Phänomens blieben allerdings weitestgehend unklar.

In einer neuen Studie haben Astronom*innen des Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) eine mögliche Erklärung für die Vorgänge geliefert. “Wir wollten herausfinden, wie diese Strukturen entstehen“, sagt CfA-Astronom und Hauptautor einer neuen Studie Chengcai Shen. Er beschreibt die Strukturen in einer Mitteilung des CfA als “dunkle fingerähnliche Merkmale“. Die offizielle Bezeichnung für das Phänomen lautet Supra-Arcade-Downflows (SADs).

Magnetfelder

Die Wissenschaftler*innen hatten bislang als Grund für die SADs zusammenbrechende Magnetfelder ausgemacht, die sich dann wieder erneut bilden. „Auf der Sonne gibt es viele Magnetfelder in alle Richtungen. Irgendwann werden die Magnetfelder zu dem Punkt zusammengeschoben, an dem sie sich neu ausrichten und viel Energie in Form einer Sonneneruption freisetzen. “, sagt die Co-Autorin der Studie und CfA-Astronomin Kathy Reeves. Sie beschreibt die bisherige Erklärung, als würde man ein Gummiband ausdehnen und in der Mitte durchschneiden, das dann zurückschnalzt. 

Diese Erklärung hatte jedoch einen Haken. Die Abwärtsbewegungen waren ungewöhnlich langsam, wie Co-Autor Bin Chen, ein Astronom am New Jersey Institute of Technology erklärt. Die Modelle auf Basis der Magnetfeld-Theorie würden demnach voraussagen, dass die Abwärtsströme viel schneller sein müssten. 

Andere Erklärung

Neue Daten des Solar Dynamics Observatory der NASA legen nun eine andere Erklärung für die SADs als die magnetischen Wiederverbindungen nahe. Stattdessen bilden sie sich von selbst und sind das Ergebnis der Wechselwirkung zweier Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte. CfA-Astronomin Kahty Reeeves vergleicht es mit den Vorgängen, wenn sich Wasser und Öl miteinander vermischen. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte, trennen sie sich wieder. „Die dunklen, fingerartigen Hohlräume sind eigentlich das Fehlen von Plasma. Die Dichte ist dort viel geringer als im umgebenden Plasma“, sagt Reeves.

Weitere Untersuchungen

Das Team will nun anhand weiterer 3D-Modelle das Phänomen noch besser untersuchen. Langfristig erhofft man sich dadurch, die Sonnenstürme besser zu verstehen und sie langfristig auch voraussagen zu können. Besonders starke Stürme können Auswirkungen auf die Raumfahrt sowie auf die Erde direkt haben und eine ernste Gefahr darstellen.