Eine künstlerische Illustration des Polarlichts auf der Sonne (Bildnachweis: Sijie Yu)
Auroras auf der Erde treten auf, wenn Stürme von unserer Sonne unseren Planeten verschlingen – und in einem seltenen kosmischen Kunststück im vergangenen April revanchierte sich unser Planet für diesen Gefallen.
Der Sonnenwind stößt oft in das schützende Magnetfeld der Erde, die Magnetosphäre, und bildet auf der sonnenzugewandten Seite des Feldes einen Bugschock, während er einen Umweg um unsere Welt macht – nicht unähnlich der Art und Weise, wie sich Wellen bewegen, wenn ein Schiff durch Wasser schneidet. Dies ist ein klassisches Verhalten der Sonne.
Am 24. April 2023 geschah jedoch etwas Seltsames. Zu diesem Zeitpunkt schoss eine Welle geladener Teilchen aus der Sonne und erhellte den Himmel bis nach Arizona und Arkansas sowie Teile Australiens und Neuseelands. Ungewöhnlicherweise schalteten diese Teilchen kurzzeitig den Bugschock unseres Planeten aus, eine Anomalie, die eine „Zwei-Wege-Autobahn“ eröffnete, durch die geladene Teilchen auch von der Erde zur Sonne flogen, wo sie eine solare Lichtshow entfachten. Verglichen mit der Helligkeit der Sonne waren diese Polarlichter jedoch wahrscheinlich viel zu schwach, um sie zu sehen.
„Partikel, die durch den Magnetismus der Erde gefangen sind, hatten plötzlich einen Ausweg – einen direkten Weg zur Sonne!“ postete die NASA letzte Woche in den sozialen Medien.
Der „Highway“ entstand größtenteils durch eine plasmareiche Komponente des Sonnenwindes, den so genannten koronalen Massenauswurf (CME), der sich normalerweise schneller bewegt als die Geschwindigkeit, mit der sich magnetische Wellen, die so genannten Alfvén-Wellen, durch das Plasma bewegen. Diese Geschwindigkeit wird als Alfvén-Geschwindigkeit bezeichnet.
Aber während der Sonneneruption im April registrierte die NASA-Raumsonde Magnetospheric Multiscale, dass letztere schneller war, was dazu führte, dass der Bugschock vorübergehend verschwand. Es waren Alfvén-Flügel“, die unseren Planeten magnetisch mit dem Teil der Sonne verbanden, der kürzlich ausgebrochen war, so die NASA.
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Die Flügel sind nach dem schwedischen Physiker und Nobelpreisträger Hannes Alfven benannt, der das Verhalten von Polarlichtern theoretisierte und beschrieb, dass sie durch geladene Teilchen entstehen, die von der Sonne über deren Magnetfeldlinien in die Erdatmosphäre fallen. Er erhielt 1970 den Nobelpreis für Physik für seine Arbeit über die Beschaffenheit elektromagnetischer Wellen, die sich durch geladenes Gas bewegen, was ein Gebiet namens Magnetohydrodynamik eröffnete.
Die Instrumente der Raumsonde zeichneten etwa zwei Stunden lang Plasma auf, das von unserem Planeten in die Sonne strömte, so die Raumfahrtbehörde in ihrem Social-Media-Post. „Die Daten enthüllten noch nie dagewesene Erkenntnisse über die Verbindung zwischen Sonne und Erde“.
Dieses Phänomen ist auf der Erde selten, aber anderswo im Universum häufig. In unserem eigenen Sonnensystem transportieren ähnliche magnetische Autobahnen geladene Teilchen von den Jupitermonden Io und Ganymed zum Gasriesen, wo sie ebenfalls atemberaubende Polarlichter entfacht haben.
Diese Forschungsarbeit wird in einem Artikel beschrieben, der am 24. Juli in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde.
