Winzige 'Strudel' auf der Sonne könnten ihre millionengrad heiße Atmosphäre erklären

Mit dem Daniel-K.-Inouye-Sonnenteleskop auf Hawaii haben Astronomen die höchstaufgelösten Bilder aufgenommen, die je von der sichtbaren Sonnenoberfläche entstanden sind – und dabei etwas entdeckt, das dort noch nie jemand gesehen hatte: winzige, strudelartige Plasmawirbel von nur etwa 20 Kilometern (12 Meilen) Durchmesser.

Die Strukturen sind das Kennzeichen der Kelvin-Helmholtz-Instabilität, ein Phänomen, das entsteht, wenn zwei Flüssigkeitsschichten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aneinander vorbeigleiten und Wellen entstehen, die sich zu spiralförmigen Wirbeln aufrollen – ähnlich wie brechende Meereswellen. Zwar war diese Instabilität bereits auf der Erde, in Planetenatmosphären und in der Korona der Sonne beobachtet worden, doch erstmals wurde sie nun in der sichtbaren Oberflächenschicht der Sonne, der Photosphäre, nachgewiesen.

Das Team um Astronomen des National Solar Observatory, das diese Woche in Nature berichtet, sagt, die winzigen Wirbel könnten wie verborgene Motoren wirken, die die Magnetfeldlinien der Sonne verdrehen und verwickeln. Wenn die gespannten Felder zerreißen, könnten sie die Energie freisetzen, die hinter Sonneneruptionen, koronalen Massenauswürfen und anderen Ausbrüchen steckt – und mithelfen, eines der ältesten Rätsel der Sonnenphysik zu lösen: warum die äußere Atmosphäre der Sonne, die Korona, Millionen Grad heißer ist als die Oberfläche darunter.

Die Ergebnisse könnten auch ein weiteres Rätsel klären. Der Magnetzyklus der Sonne dauert nur 11 Jahre – die vom inneren Dynamo erzeugte magnetische Flussdichte muss also erstaunlich schnell abgebaut werden; bestehende Modelle tun sich damit schwer. Die neu entdeckten Wirbel, so argumentieren die Forscher, könnten eine wichtige Quelle dieser 'fehlenden' magnetischen Diffusion sein.

'Es ist sehr aufregend zu sehen, dass die höchstaufgelösten Beobachtungen der Photosphäre ein neues dynamisches Regime offenbart haben', sagt Dr. Matthias Rempel vom High Altitude Observatory. Das Team ergänzt, dass die Beobachtungen zugleich die bislang strengste Bestätigung von Computersimulationen des magnetisierten Sonnenplasmas liefern.