Die Sonne besitzt ein starkes Magnetfeld, das alle 11 Jahre seine Pole umkehrt. Im Rahmen dieses Sonnenzyklus beobachten Wissenschaftler die Sonnenoberfläche genau: Mehr Sonnenflecken deuten auf gesteigerte Aktivität hin.
Mit dem Beginn des neuen 11-jährigen Zyklus letztes Jahr intensivierten Forscher ihre Bemühungen, Sonnenflecken detaillierter zu erfassen. Ein Team am weltgrößten Sonnenobservatorium auf Hawaii gelang nun das bisher schärfste Bild einer Sonnenflecke. Das Daniel-K.-Inouye-Sonnenteleskop der National Science Foundation (NSF), über 20 Jahre in der Entwicklung, ermöglicht bahnbrechende Einblicke in unsere Sonne.
Dr. Thomas Rimmele, stellvertretender Direktor des National Solar Observatory der NSF, präsentierte das Bild in einem kürzlich erschienenen Artikel. "Es ist atemberaubend, die Sonne und ihre Flecken in dieser extrem hohen Auflösung zu sehen und Details zu erkennen, die uns zuvor verborgen waren", betonte Dr. Rimmele. Die Technologie der adaptiven Optik korrigiert Verzerrungen durch atmosphärische Moleküle und ermöglicht gestochen scharfe Aufnahmen direkt von der Erde aus.
Das Bild offenbart Temperatur- und Magnetfeldvariationen auf der Sonne. Im Unterschied zu irdischen Pickeln sind Sonnenflecken relativ kühle Zonen – der dunkelste Bereich ist der kälteste. Dennoch ist "kalt" für die Sonne mit über 200-mal der Erdatmosphärentemperatur immer noch extrem heiß.
Die radialen Streifen markieren Wechsel von heißen und kalten Gasen; Sonneneruptionen schleudern Hitze ins All, wenn Plasma aus dem Sonneninneren aufsteigt. "Diese Zyklusmerkmale verraten uns, was im Inneren der Sonne vor sich geht", erklärt Dr. Rimmele.
Das kalte Zentrum entsteht durch konzentrierte Magnetfelder, die heißes Plasma blockieren. Die fadenartigen Strukturen zeigen Konvergenzen, wo Gase zwischen kühleren Regionen emporsteigen.
Mit einem 4-Meter-Spiegel liefert das High-End-Teleskop eine 2,5-mal höhere Auflösung als je zuvor und visualisiert magnetische Strukturen von nur 20 km Größe auf der Sonnenoberfläche, so Dr. Rimmele.
Das Teleskop ist noch im Bau und soll 2021 fertiggestellt werden – rechtzeitig vor dem Sonnenmaximum um 2025, das weitere Erkenntnisse versprechen wird.
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"Wir lenken nun das fortschrittlichste Sonnenteleskop der Welt auf die Sonne, um unglaublich detaillierte Bilder zu erzeugen und unser Wissen über ihre Aktivität zu vertiefen", sagt Dr. Matt Mountain, Präsident der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA).
Sonnenflecken und damit verbundene Ereignisse beeinflussen unser technologisches Leben: Magnetstürme stören GPS, Stromnetze und Satelliten. Dr. Rimmele: "Diese Effekte sind spürbar, aber ein Bruchteil dessen, was wir durch CO2-Emissionen verursachen – und das ist besorgniserregend."
Als erstes Instrument des Teleskops bietet es eine Vorschau auf zukünftige Entdeckungen. NSF-Programmdirektor Dr. David Boboltz: "Eine frühe Kostprobe der beispiellosen Fähigkeiten, die unser Sonnenverständnis revolutionieren werden."