Eine Nahaufnahme einer hellen Sonneneruption, die am 8. Oktober 2024 auf der Sonne ausbricht (Bildnachweis: NASA/SDO)
Die Sonne kann wirbelnde Polarwirbel haben, die denen auf der Erde ähneln, aber von einer ganz anderen Quelle angetrieben werden, so eine neue Studie.
Die derzeitige Beobachtung der Sonne ist auf eine frontale Sichtweise beschränkt, so dass nicht ersichtlich ist, was sich an den Polen abspielt. Forscher des National Center for Atmospheric Research (NSF NCAR) der U.S. National Science Foundation simulierten jedoch die polaren Wirbel der Sonne mit Hilfe von Computermodellen, die darauf hindeuten, dass sie durch starke Magnetfelder angetrieben werden (während sie auf der Erde bei normalen Tornados durch Temperaturunterschiede in der Planetenatmosphäre angetrieben werden).
„Niemand kann mit Sicherheit sagen, was an den Sonnenpolen passiert“, sagte Mausumi Dikpati, Hauptautorin der Studie und leitende Wissenschaftlerin des NSF NCAR, in einer Erklärung des NCAR. „Aber diese neue Forschung gibt uns einen faszinierenden Einblick in das, was wir erwarten können, wenn wir zum ersten Mal in der Lage sind, die Sonnenpole zu beobachten.“
Polarwirbel wurden auf anderen Planeten und sogar auf Monden in unserem Sonnensystem beobachtet. Diese Wirbelkräfte entstehen in Flüssigkeiten, die einen rotierenden Körper umgeben, aufgrund des so genannten Coriolis-Effekts. Während Planeten und Monde jedoch Atmosphären besitzen, ist die Plasma-„Flüssigkeit“ der Sonne magnetisch. Aus diesem Grund kann man sich diese Sonnenwirbel als eine Art magnetischen Tornado auf unserem Stern vorstellen.
Ein Phänomen, das als „Ansturm auf die Pole“ bezeichnet wird, könnte das Verhalten der Sonnenwirbel erklären helfen. Den Computermodellen des Teams zufolge bilden sich polare Wirbel bei etwa 55 Grad geografischer Breite und bewegen sich polwärts. Das Magnetfeld an den Sonnenpolen und der Ring von Wirbeln haben eine entgegengesetzte Polarität. Daher kommt es während des Sonnenmaximums – dem aktivsten Teil des 11-jährigen Sonnenzyklus -, wenn die Wirbel die Pole erreichen, zu einem kleinen Flip-Flop, d. h. das Magnetfeld an den Sonnenpolen wird durch ein Magnetfeld mit entgegengesetzter Polarität ersetzt, heißt es in der Erklärung.
Eine Visualisierung der polaren Wirbel, die sich an den Sonnenpolen bilden. (Bildnachweis: Mausumi Dikpati/NCAR)
„Diese Simulationen bieten ein fehlendes Teil des Puzzles, wie sich das Magnetfeld der Sonne in der Nähe der Pole verhält, und können helfen, einige grundlegende Fragen über die Sonnenzyklen zu beantworten“, so die Forscher in der Erklärung. „Zum Beispiel haben viele Wissenschaftler in der Vergangenheit die Stärke des Magnetfelds, das zu den Polen ‚eilt‘, als Indikator dafür verwendet, wie stark der kommende Sonnenzyklus wahrscheinlich sein wird.“
Um die Computersimulationen der Sonnenwirbel zu bestätigen, sind Beobachtungen aus erster Hand erforderlich. Dies erfordert jedoch ein perfektes Timing, da die polaren Wirbel nur außerhalb eines Sonnenmaximums beobachtet werden können, das derzeit im Gange ist.
„Man könnte eine Sonnenmission starten, und sie könnte zur Beobachtung der Pole zur völlig falschen Zeit ankommen“, sagte Scott McIntosh, Mitautor der Studie, in der Erklärung und wies darauf hin, dass eine Mission, die die Sonnenpole aus mehreren, gleichzeitigen Blickwinkeln beobachten soll, wertvolle Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung von Sonnenwirbeln liefern würde.
Ihre Ergebnisse wurden am 11. November in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
