NASA und ESA lüften 65 Jahre altes Sonnen-Rätsel

Eine Million Grad Celsius: So heiß kann die Korona, also die äußere Atmosphäre der Sonne werden. Das ist deutlich heißer als die sogenannte Photosphäre, die 1.600 Kilometer unterhalb der Korona liegt. Diese kommt maximal auf 6.000 Grad Celsius. Dieses Wissen ist seit rund 65 Jahren bekannt und lässt Physiker*innen seitdem rätseln, warum das so ist.

Dass die Sonne nach Außen hin immer heißer wird, widerspricht nämlich der Intuition. Die Energie der Sonne stammt nämlich aus ihrem Kern, in dem Wasserstoffatome miteinander zu Heliumatomen fusionieren und Energie freisetzen. Da die Korona weiter von dieser Energiequelle entfernt ist, sollte sie eigentlich kühler sein.

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NASA und ESA arbeiteten zusammen

Um diesem Rätsel auf den Grund zu gehen, waren 2 Raumsonden nötig. Der Solar Orbiter von der Europäischen Raumfahrorganisation ESA und die NASA-Sonde "Parker Solar Probe" sollten weitere Hinweise über dieses Rätsel sammeln. Der Solar Orbiter sah dabei aus der Ferne (42 Millionen Kilometer) auf die Sonne und beobachtete die verschiedenen Wellenlängen ihrer Atmosphäre. Die "Parker Solar Probe" fliegt hingegen deutlich näher heran (6,4 Millionen Kilometer), um die Sonnenoberfläche zu untersuchen.

Jede einzelne Sonde konnte für sich allein bereits nützliche Hinweise zu den Vorgängen auf der Sonne liefern. Zusammen konnten sie aber ein umfassendes Bild davon zeichnen, was im Sonnenplasma passiert. Nachdem Forscher*innen die Daten miteinander verglichen hatten, war nämlich klar, dass Turbulenzen in der Sonnenatmosphäre das Plasma in der Korona aufheizen.

Magnetische Energie wandelt sich in Wärme um

In einer Aussendung vergleichen die Forscher*innen diese Turbulenzen mit dem Umrühren einer heißen Tasse Kaffee. Durch zufällige Bewegungen wird Energie immer weiter nach außen übertragen. Im Fall der Sonnenkorona ist das Sonnenplasma allerdings magnetisiert, sodass die gespeicherte magnetische Energie ebenfalls in Wärme umgewandelt werden kann.

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Eine solche Übertragung von magnetischer und Bewegungsenergie machen den Großteil der Turbulenzen aus. Auf ganz kleiner Skala können diese Fluktuationen zudem mit einzelnen Teilchen - meist Protonen - wechselwirken und sie so nochmal aufheizen.

Für Astrophysiker*innen ist die Arbeit hier allerdings noch nicht getan. Weitere Sonnenforscher*innen müssen die Daten der Sonden und den Mechanismus, der hinter dem Aufheizen der Korona steckt, erst noch bestätigen. Es ist allerdings ein großer Schritt in die Richtung, das Rätsel der koronalen Erwärmung zu lösen.