Neue, detaillierte Karten der äußeren Sonnenatmosphäre zeigen eine überraschend komplexe und dynamische Grenze, die in ihrer Form einem „Kugelfisch“ ähnelt. Diese in den Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Erkenntnisse könnten unsere Fähigkeit, Sonnenstürme vorherzusagen und die Bewohnbarkeit von Planeten um andere Sterne einzuschätzen, erheblich verbessern.
Die Alfvén-Oberfläche: Wo die Sonne endet und der Weltraum beginnt
Die betreffende Grenze wird als kritische Alfvén-Oberfläche bezeichnet. Diese unsichtbare Schwelle markiert den Punkt, an dem Plasma und Teilchen der Anziehungskraft der Sonne entkommen und zum Sonnenwind werden. Entscheidend ist, dass diese Oberfläche weder glatt noch statisch ist. Es schwankt in Größe und Form, während die Sonne ihren etwa 11-jährigen magnetischen Zyklus durchläuft. Frühere Schätzungen stützten sich auf Beobachtungen aus der Entfernung der Erde, aber die Parker Solar Probe der NASA ist diese Grenze nun mehrere Male durchflogen und lieferte beispiellose Daten.
Wie die Karten erstellt wurden
Die Forscher kombinierten direkte Messungen der Parker Solar Probe (die sich bis zu 6,1 Millionen Kilometer an die Sonne gewagt hat) mit Fernbeobachtungen anderer Raumsonden. Dadurch konnten sie die Dichte, Geschwindigkeit und Temperatur der Alfvén-Oberfläche kartieren. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Alfvén-Oberfläche ausdehnt und unregelmäßiger wird, wenn die Sonne von Perioden geringer Aktivität (Sonnenminimum) zu hoher Aktivität (Sonnenmaximum) übergeht. Das Team plant, diese Veränderungen in den nächsten fünf Jahren weiter zu beobachten, während die Sonne auf ihr nächstes Minimum zusteuert.
Warum das wichtig ist: Sonnenstürme und darüber hinaus
Das Verständnis der Alfvén-Oberfläche ist aus mehreren Gründen von entscheidender Bedeutung:
- Vorhersage des Weltraumwetters: Sonnenstürme – verursacht durch Störungen im Magnetfeld der Sonne – können Satelliten beschädigen, Stromnetze stören und sogar eine Gefahr für Astronauten darstellen. Genaue Karten der Alfvén-Oberfläche werden bei der Vorhersage dieser Ereignisse helfen.
- Gesundheit von Mensch und Tier: Eine erhöhte Sonnenaktivität kann subtile, aber messbare Auswirkungen auf die Gesundheit haben, und das Verständnis dieser Mechanismen kann dazu beitragen, Risiken zu mindern.
- Aurora-Vorhersage: Die wunderschönen Polarlichter (Nord- und Südlichter) sind ein sichtbarer Effekt der Sonnenaktivität. Bessere Vorhersagen bedeuten eine zuverlässigere Beobachtung der Polarlichter.
Implikationen für Exoplaneten
Die Forschung geht über unser eigenes Sonnensystem hinaus. Einige Exoplaneten kreisen sehr nahe um ihre Sterne – Sterne, die möglicherweise weitaus magnetisch aktiver sind als die Sonne. Wenn ein Planet sein gesamtes Leben innerhalb der Alfvén-Oberfläche eines aktiven Sterns verbringt, würde er ständig mit hochenergetischen Teilchen bombardiert, was eine Bewohnbarkeit unwahrscheinlich macht.
„Das wird wahrscheinlich keine gute Nachricht für die Bewohnbarkeit sein“, sagt der Heliophysiker Sam Badman.
Diese neuen Karten stellen einen entscheidenden Schritt zum Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Sternen und ihrem umgebenden Raum dar, mit Auswirkungen, die vom Schutz der Erdtechnologie bis hin zur Bewertung des Potenzials für Leben anderswo im Universum reichen.
