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Göttingen Göttinger Forscher über aktive Gebiete der Sonne
Campus Göttingen Göttinger Forscher über aktive Gebiete der Sonne
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00:17 24.07.2016
Erstautor Dr. Aaron Birch vom MPS Quelle: MPS
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Göttingen

Aktive Gebiete der Sonne bestehen aus stark magnetischen Sonnenflecken und aus umgebenden Regionen, die ein diffuseres Magnetfeld aufweisen. Diese Gebiete sind der Ursprung der solaren Aktivität und unter anderem auch für das Weltraumwetter verantwortlich, das zu den beeindruckenden Nordlichtern aber auch zu Schäden an Satelliten führen kann.

Aktive Regionen entstehen, wenn magnetische Flusskonzentrationen, also Bündel magnetischer Feldlinien, aus dem Inneren der Sonne aufsteigen und die Oberfläche durchbrechen.

Ein Team aus Forschers vom MPS in Göttingen, der Universität Göttingen, der North West Research Associates und vom High Altitude Observatory of the National Center for Atmospheric Research hat jetzt bewiesen, dass diese magnetischen Flusskonzentrationen sich mit maximal 150 Metern pro Sekunde durch das Sonneninnere nach oben bewegen. Das ist deutlich langsamer als vom derzeit vorherrschenden Modell vorhergesagt. Für die Studie kombinierten die Forscher Satellitenbeobachtungen und Computersimulationen.

Ein klares Anzeichen dafür, dass eine magnetische Flusskonzentration die Sonnenoberfläche durchdringt und eine aktive Region bildet, sind Gebiete mit Magnetfeldern entgegengesetzter Polarität. Diese sind auf Karten, wie sie das Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) Instrument an Bord des NASA-Satelliten Solar Dynamics Observatory liefert, deutlich zu erkennen. Anhand dieser Bilder identifizierten die Forscher aktive Regionen und bestimmten den Moment ihres Auftretens.

Zusätzlich zu den Magnetfeldkarten liefert HMI auch Bildern im sichtbaren Licht. Diese waren essentiell für die Bestimmung der horizontalen Strömungsgeschwindigkeit des Plasmas rund um die identifizierten aktiven Regionen. Gleichzeitig berechnete Co-Autor Mathias Rempel mithilfe von Computersimulationen, wie die aufsteigenden magnetischen Flusskonzentrationen mit der Konvektion – also den turbulenten Bewegungen des Plasmas - unter der Oberfläche interagieren.

Die Simulationen zeigten, dass die Stärke der Strömungen an der Oberfläche mit der nach oben gerichteten Geschwindigkeit der Flusskonzentrationen zunimmt: Durch ihr Aufsteigen wird das Material zur Seite geschoben.

Durch den Vergleich der Computersimulationen mit der beobachteten Strömung konnten die Forscher zeigen, dass die magnetischen Konzentrationen sich nicht schneller aufwärts bewegen können als die Konvektion unter der Oberfläche. 

chb/b

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