(Bildnachweis: U.S. Naval Research Laboratory)
In regelmäßigen Abständen stößt das brodelnde Magnetfeld der Sonne riesige Plasmawolken in den Weltraum aus. Diese werden als koronale Massenauswürfe (CMEs) bezeichnet. Wenn ein CME zum Beispiel auf die Erde trifft, kann das zu spektakulären Polarlichtern führen – und zu ebenso spektakulären Störungen von Stromnetzen und Satelliten.
Jetzt hat die Parker Solar Probe der NASA zum ersten Mal einen Blick in das Innere eines CME geworfen, der aus der Sonne ausgebrochen ist. Und was sich darin befindet, scheint eine Fundgrube für Sonnenphysiker zu sein. Das WISPR-Instrument (Wide Field Imager for Parker Solar Probe) der Sonde, das sichtbares Licht erkennt, hat klare, turbulente Wirbel im Inneren des CME aufgezeichnet.
Die Wirbel sind das, was Physiker Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten (KHI) nennen. Physiker gehen davon aus, dass KHI-Ereignisse immer dann auftreten, wenn ein Bereich einer sich schnell bewegenden Flüssigkeit mit einem anderen interagiert. Auf der Erde treten KHI in Wolken auf, wenn die Windgeschwindigkeit an einem Ende der Wolke anders ist als am anderen Ende.
Solarphysiker haben gefolgert, dass KHI in CMEs existieren, da sich das Plasma in einem CME entgegengesetzt zum Hintergrund-Sonnenwind bewegt. Aber sie hatten nie die richtige Ausrüstung am richtigen Ort, um diese Phänomene zu beobachten.
„Die Turbulenz, die zu KHI führt, spielt eine fundamentale Rolle bei der Regulierung der Dynamik von CMEs, die durch den umgebenden Sonnenwind fließen“, sagte Evangelos Paouris, ein Sonnenphysiker an der George Mason University, in einer Erklärung. „Daher ist das Verständnis der Turbulenz der Schlüssel zu einem tieferen Verständnis der Entwicklung und Kinematik von CMEs.“
Die Parker Solar Probe startete am 12. August 2018. Die elliptische Umlaufbahn der Sonde hat es ihr ermöglicht, näher als je zuvor in die Korona der Sonne einzudringen – sie ist somit das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das in die äußere Atmosphäre der Sonne eindringt, nur 11,5 Sonnenradien von der Sonnenoberfläche entfernt.
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Und selbst jetzt hat die Parker-Sonnensonde noch nicht ihre endgültige Umlaufbahn erreicht. Die Sonde ist wiederholt an der Venus vorbeigeflogen, um die Schwerkraft des Planeten zu nutzen, um ihre Geschwindigkeit zu erhöhen und ihre Umlaufbahn um die Sonne enger zu machen. Im November dieses Jahres wird die Sonde ein siebtes Mal an der Venus vorbeifliegen und ihre Schleife um die Sonne noch enger ziehen, so dass sie im Jahr 2025 und darüber hinaus in einem Abstand von nur 9,5 Sonnenradien an der Sonne vorbeifliegen kann.
