Astronomen haben erstmals Wirbel auf der Sonnenoberfläche beobachtet, und zwar auf den schärfsten Sonnenbildern, die je aufgenommen wurden. Die Aufnahmen stammen vom Daniel-K.-Inouye-Sonnenteleskop auf Maui und erschienen am 5. August im Fachjournal Nature.
Die Wirbel sind bedeutsam, weil sie eine alte Frage beantworten könnten. Die sichtbare Sonnenoberfläche ist rund 6.000 Grad heiß, die darüberliegende Korona erreicht Millionen Grad. Irgendetwas muss Energie nach oben tragen. Worum es sich handelt, ist seit einem halben Jahrhundert umstritten.
Das Teleskop wird vom US-amerikanischen National Solar Observatory nahe dem Gipfel des Vulkans Haleakalā betrieben. Es richtete sich auf eine magnetisch aktive Region neben einem Sonnenfleck und löste Strukturen von weniger als 20 Kilometern Durchmesser auf, wie der Guardian berichtet. Frühere Bilder desselben Instruments kamen auf etwa 30 Kilometer und zeigten Granulen von der Größe Frankreichs. Der neue Bildausschnitt umfasst ungefähr den Erdradius, seine feinsten Details sind stadtgroß, so NASAs Astronomy Picture of the Day.
„Das sind die räumlich höchstaufgelösten Bilder der Sonnenoberfläche, die je gewonnen wurden“, sagte Friedrich Wöger, leitender Wissenschaftler des Observatoriums.
Die feinen dunklen Streifen auf den Bildern sind Anzeichen einer Kelvin-Helmholtz-Instabilität. Sie entsteht, wo schnelles Material an langsamerem vorbeigleitet. Die Scherung an der Grenzfläche wächst zu spiralförmigen Wirbeln heran. Bekannt ist das Muster von Seen, von Wolkenformationen und aus den Atmosphären von Jupiter und Saturn.
„Ein schönes Beispiel für Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten findet sich an den Rändern der Wolkenbänder des Jupiter, wo Wirbel entstehen“, sagte Maria Weber von der Delta State University dem Sender CNN. Weber war an der Studie nicht beteiligt. Theoretisch war derselbe Vorgang auf der Sonne lange möglich. Bestätigt hatte ihn dort niemand.
Warum die Wirbel die Korona heizen könnten
Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe beziehen ihre Kraft aus verdrillten Magnetfeldern. Die Feldlinien verflechten sich, bauen Spannung auf, reißen und ordnen sich neu. Was diese Verflechtung anstößt, war offen. Nun stehen die Wirbel im Verdacht.
„Zum ersten Mal haben wir sowohl ihren Ursprung als auch ihren Antriebsmechanismus bestimmt“, schrieb Erstautor David Kuridze vom National Solar Observatory an CNN. Setze die Instabilität ein, kaskadiere die Energie zu immer kleineren Skalen, bis sie als Wärme freigesetzt werde, sagte er dem Guardian.
Die Schlussfolgerung stützt sich auf die Bilder zusammen mit Computersimulationen. Wie viel Wärme die Wirbel der Korona tatsächlich liefern, ist noch nicht beziffert. Diese Zahl zählt für die Weltraumwettervorhersage, denn auf die Erde gerichtete Ausbrüche können Satelliten, Stromnetze und Navigationssignale stören.