Die Parker-Sonde der NASA sendet aufschlussreiche Daten über die Sonne

Die ersten Ergebnisse der NASA-Mission, die die Parker-Sonnensonde sehr nahe an unserem Stern hält, wurden bekannt gegeben. Eine beispiellose Erforschung der Sonnenatmosphäre mit modernsten wissenschaftlichen Instrumenten. Was wurde entdeckt?

Marina Fernández Marina Fernández Leon Beurer 15 Dez 2019 - 04:54 UTC
Parker Sonde
Die Mission der NASA nähert sich mit der Parker-Sonde der Sonne wie nie zuvor. Bild: Goddard Space Flight Center, NASA.

Die Parker-Sonnensonde der NASA wurde im August 2018 ins All gestartet und ist derzeit das der Sonne am nächsten gelegene Raumschiff. Ziel ist es, die Umgebung mit modernsten wissenschaftlichen Instrumenten zu vermessen und dabei durch noch nie erkannte Teile der Sonnenkorona zu navigieren. Im November 2018, April und September 2019 führte die Mission drei maximale Annäherungen an die Sonne durch, die es ermöglichten, wertvolle Daten zu sammeln. Es befand sich weniger als 24 Millionen Kilometer von der Sonnenoberfläche entfernt, also nur doppelt so nah wie Merkur.

Dank dieser ehrgeizigen Weltraummission freuen sich die Wissenschaftler über alles, was sie über die Atmosphäre unseres Sterns lernen können. Nature Magazine veröffentlicht am 4. Dezember einige Artikel mit den neuesten wissenschaftlichen Entdeckungen. Es ist wahrscheinlich, dass Experten mit den neuen Informationen sogar die derzeit verwendeten Modelle umschreiben können, um unter anderem das Weltraumwetter um unseren Planeten zu verstehen und vorherzusagen.

Die neuen Daten erlauben es, das Verhalten des Materials und der Partikel, die sich von der Sonne entfernen, zu analysieren und grundlegende Fragen der Heliophysik zu beantworten, erklärt die NASA. Die Sonne scheint fern und still, aber es ist unser magnetisch aktiver Stern. Es löst starke Lichtblitze, Partikelfluten, die sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, und Wolken aus magnetisiertem Material von Milliarden Tonnen aus. All diese Aktivitäten wirken sich auf unseren Planeten aus und injizieren schädliche Partikel in den Weltraum, selbst dort, wo unsere Astronauten und Satelliten fliegen, wodurch die Kommunikation und die Navigationssignale gestört werden.

Die Parker-Mission hat eine ungefähre Dauer von sieben Jahren, wird weiterhin die Sonne umkreisen und 21 weitere Anflüge sowie immer kürzere Entfernungen durchführen. Mit den letzten drei Umlaufbahnen (die im Dezember 2024 beginnen) wird Parker nur 6 Millionen Kilometer von der Sonnenoberfläche entfernt sein.

Weltraumwetter unter dem Mikroskop

Die Messungen des Parker-Raumfahrzeugs haben uns eine neue Perspektive auf zwei Arten von Weltraumwetterereignissen eröffnet: Energieteilchenstürme und Auswürfe koronaler Massen.

Kleine Teilchen (Elektronen und Ionen) werden durch Sonnenaktivität beschleunigt und erzeugen Stürme von Energieteilchen. Ereignisse in der Sonne können diese Teilchen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit in das Sonnensystem befördern. Das bedeutet, dass sie in nur wenigen Minuten unseren Planeten treffen. Diese Teilchen tragen viel Energie, so dass sie die Elektronik von Raumfahrzeugen beschädigen und sogar Astronauten gefährden können, insbesondere solche im Weltraum.

Die Parker-Sonde ist strategisch günstig positioniert, um genau messen und verstehen zu können, wie sich Partikel mit so hohen Geschwindigkeiten beschleunigen. Mit den ISʘIS-Instrumenten (unter Leitung der Princeton University) haben sie mehrere noch nie dagewesene Energiepartikelereignisse gemessen. Zum Beispiel eine seltene Partikelexplosion mit einer hohen Anzahl schwererer Elemente. Dies kann häufiger vorkommen, als Wissenschaftler bisher angenommen haben.

Daten von WISPR-Instrumenten lieferten auch beispiellose Details zu Koronastrukturen und Sonnenwind. Ausstöße von koronaler Masse sind Wolken von Sonnenmaterial von Milliarden Tonnen, die die Sonne mit voller Geschwindigkeit an das Sonnensystem sendet. Diese können eine Vielzahl von Effekten auf die Erde (und andere Welten) auslösen, von der Beleuchtung von Auroren bis zur Induktion von Strömen, die elektrische Netze beschädigen können.

Offenbarung: der dynamische Sonnenwind

Seit vielen Jahren haben wir ein Konzept über Sonnenwind, einen kontinuierlichen Fluss von Partikeln (ionisiertes Gas, Plasma genannt), relativ gleichmäßig mit gelegentlichen Turbulenzen. Aber das ist so nahe an der Erde, was ist mit dem Plasma in der Nähe der Sonne? Diese Partikel sind von der Sonne zu uns gereist und haben fast 150 Millionen Kilometer zurückgelegt. Es wäre nicht unvernünftig zu glauben, dass die Mechanismen zur Erwärmung und Beschleunigung des Sonnenwinds während ihrer Flugbahn verschwinden. Tatsächlich hat die Parker-Sonde in der Nähe der Sonne ein ganz anderes Bild gesehen: „Sie hat ein aktives System entdeckt und von erstaunlicher Komplexität, der Sonnenwind ist viel impulsiver und instabiler als das, was wir in der Nähe der Erde sehen.

"Switchbacks"

Switchbacks (oder "Rückschläge/ Rückwurf" auf deutsch) ist die Art und Weise, wie Wissenschaftler ein bestimmtes Ereignis tauften, das ihre Aufmerksamkeit auf sich zog. Das Magnetfeld kehrt von selbst zurück, bis es fast direkt auf die Sonne zeigt. Sie können einige Sekunden bis zu mehreren Minuten dauern, während sie über die Sonde fließen. FELD- und SWEAP-Instrumente an Bord von Parker maßen in den ersten beiden Überflügen der Mission Gruppen von Kurven.

Parker Sonde
"Switchbacks": Das Magnetfeld beugt sich über sich. NASA Goddard Space Flight Center / Konzeptionelles Bildlabor: Adriana Manrique Gutiérrez

"Seit Beginn des Weltraumzeitalters haben wir Wellen oder Wellen im Sonnenwind gesehen, aber wir hatten nicht erwartet, dass sie in diesen strukturierten Geschwindigkeitsspitzen organisiert sind", sagte Justin Kasper, ein Forscher an der Universität von Michigan. Es ist sehr wichtig, dies zu verstehen, da dies die Theorien darüber, wie die Krone erhitzt wird, wie die Sterne funktionieren und wie sie Energie in ihre Umgebung abgeben, dramatisch verändern wird.

Rotierender Wind

Unser Stern dreht sich, während er den Sonnenwind freigibt. bevor er losbrach, wirbelte dieser Wind mit. Je weiter wir uns vom Zentrum entfernen, desto weiter dreht sich der Sonnenwind mit der Sonne und fließt radial (wie wir es von der Erde aus sehen). Dank dieser Mission gelingt es ihnen erstmals, den Sonnenwind einzufangen, während er sich noch dreht.

Die Instrumente erkannten die Rotation, die eigentliche Überraschung kam, als sie bemerkten, dass die Kraft der Zirkulation stärker ist als von vielen Wissenschaftlern vorhergesagt (fast zehnmal höher), und der Übergang zwischen den beiden Bewegungen auch viel schneller als erwartet ist. . Wenn wir den richtigen Punkt finden, an dem sich die Strömung von rotierend zu radial ändert, können wir den Lebenszyklus von Sternen besser verstehen.

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