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Ins Innere der Sonne schauen

Prof. Thorsten Hohage ist neuer Fellow am MPS Ins Innere der Sonne schauen

Der Mathematiker Prof. Thorsten Hohage von der Universität Göttingen ist zum neuen Max Planck Fellow am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) berufen worden. In den kommenden fünf Jahren wird er stärker als bisher mit dem MPS und anderen Partnern des Göttingen Campus zusammenarbeiten.

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Prof. Thorsten Hohage ist neuer Fellow am MPS

Quelle: r

Göttingen. Eines der Ziele der gemeinsamen Forschung wird es sein, numerische Methoden zu verfeinern, die aus Beobachtungen der Sonnenoberfläche die Eigenschaften im Innern des Sterns rekonstruieren. Das Innere der Sonne ist direkten Beobachtungen nicht zugänglich.

Stattdessen müssen Forscher Messdaten der Oberfläche nutzen, um aus ihnen Vorgänge und Prozesse im Innern abzuleiten. Informationen auf diese Weise zu gewinnen, bezeichnen Mathematiker als inverses Problem: Aus einer Wirkung soll die zugehörige Ursache berechnet werden. Aufgabenstellungen dieser Art sind meist instabil und daher schwer zu lösen. 

Entsprechende Lösungsverfahren kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz. Bei vielen medizinischen Bildgebungsverfahren wie etwa der Magnetresonanztomografie geht es darum, präzise Innenansichten des menschlichen Körpers zu rekonstruieren. Um schnellveränderliche Prozesse abzubilden, müssen auch die Rekonstruktionen rasch berechnet werden können.

In Zusammenarbeit mit Prof. Jens Frahm vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und Prof. Martin Uecker von der Universitätsmedizin Göttingen konnte Hohage die mathematischen Grundlagen für die Echtzeit-Magnetresonanztomografie schaffen. Zudem kooperiert der Forscher mit dem Göttinger Nobelpreisträger Prof. Stefan Hell auf dem Gebiet der 4Pi-Mikroskopie.

Als Max Planck Fellow wendet sich Hohage nun seinem bisher größten Forschungsobjekt zu: der Sonne. Seit Jahren schon bemüht er sich im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 963 „Astrophysikalische Strömungsinstabilität und Turbulenz“ zusammen mit Prof. Laurent Gizon vom MPS neue Inversionsmethoden für die Helioseismologie zu entwickeln. Eines der Hauptziele der Sonnenphysik ist es, das zyklische Verhalten der Sonne zu verstehen.

Warum schwankt die Stärke des solaren Magnetfeldes in einem etwa elfjährigen Rhythmus? Forscher halten die Plasmaströme im Innern der Sonne dafür verantwortlich und die Helioseismologie für die einzige Möglichkeit, diese sichtbar zu machen. Dafür muss das entsprechende inverse Problem gelöst werden. „Das inverse Problem für die Helioseismologie ist numerisch besonders schwer zu handhaben“, erklärt Gizon. Kleine Ungenauigkeiten in den Messdaten können sich dramatisch auf das Ergebnis der Rechnung auswirken.    

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