Læs ud af rumskibet SOHO afslører vores stjerners hemmeligheder. Hvorfor vibrerer solen? Hvor kommer de ødelæggende magnetiske storme fra? Det nye solobservatorium i jordens forgrund har givet nogle svar og ny indsigt i de første to år af dets anvendelse. De skrumle gasmasser på solen skjuler stadig mange hemmeligheder. Så astronomer ved stadig ikke, hvad der forårsager den 11-årige aktivitetscyklus - dets mest markante træk er det periodiske udseende af mørke pletter på soloverfladen. Lige åbent er spørgsmålet om solvindens oprindelse, som trænger ind i solsystemet som en strøm af elektrisk ladede partikler. Særligt forvirrende er mekanismen, der opvarmer koronaen til godt over en million grader.

SOHO, "Solar and Heliospheric Observatory", har forsøgt at løse sådanne problemer i to år. Solobservatoriet blev udviklet under ledelse af Det Europæiske Rumagentur ESA og drives sammen med den amerikanske Nasa. Den 2. december 1995 lancerede det ca. to ton rumfartøj fra Cape Canaveral rumhavn i Florida i rummet. To måneder senere havde hun nået sin endelige position, det såkaldte Lagrange-punkt L1.

Dette er det bedst mulige sted for at observere solen. Cirka 1, 5 millioner kilometer væk fra jorden i retning af solen annullerer attraktionskræfterne fra de to himmellegemer hinanden. Så SOHO - surret af usynlige tråde over jorden - kan bane rundt om solen med vores planet uden nogensinde at skjule den åbne udsigt. Fra denne udsatte position er det muligt for første gang at se solen helt uforstyrret i årevis.

SOHO har elleve videnskabelige instrumenter om bord. De registrerer UV-stråling af solen, magnetiske felter, temperaturer, stof og energistrømme i koronaen og i deres overgangsområde til soloverfladen. Andre instrumenter undersøger energifordelingen i solvinden og bestemmer dens kemiske sammensætning. I tre SOHO-eksperimenter måles vibrationer, der får hele gassfæren af ​​solen til at ryste direkte, ligesom en mishandlet klokke. udstilling

Disse rytmiske vibrationer er forårsaget af lydbølger, der passerer gennem solen på buede stier i forskellige længder og reflekteres igen og igen på deres overflade. Hver lydbølge har en bestemt frekvens - normalt inden for et par millihertz. Deres superposition ligner en - uhørbar - "solens sang".

Helio-seismologi, undersøgelsen af ​​solvibrationer, giver et kig dybt under det velkendte ansigt af vores hjemmestjerne. Oplysninger om solens indre struktur kan fås fra frekvenser, afstande og transittider for individuelle lydbølger.

For at gøre dette registrerer SOHO-måleinstrumenter bevægelser af soloverfladen til et par meter ved hjælp af Doppler-effekten: Afhængigt af om gasmasserne stiger eller falder i et område af solen skiftes spektret af det lys, der udsendes der, til lidt højere eller lavere frekvenser. "Michelson Doppler Imager" ombord på SOHO bestemmer den lodrette bevægelse på næsten en million punkter på soloverfladen en gang pr. Minut. Computersimuleringer bestemmer fordelingen af ​​temperatur og densitet inde i solen.

Resultaterne blev bekræftet af modeller af astrofysikere fra solens konstruktion. De viser også, at i grænseområdet mellem konvektionszonen - det ydre område af solcellekloden - og den underliggende strålingszone blandes gasserne i voldsom turbulens med hinanden. Derudover roterer konvektions- og strålingszoner med forskellige hastigheder. Cirka 200.000 kilometer under overfladen fører dette til stærke forskydningskræfter. Sammen med turbulensen kunne de være ansvarlige for fremkomsten af ​​det solmagnetiske felt.

Magnetiske felter spiller sandsynligvis en afgørende rolle i mange processer i solen, herunder opvarmning af koronaen. I årtier blev astronomer forundrede: hvorfor er korona næsten tusind gange varmere end soloverfladen, der er omkring 5800 grader Celsius? Der er ingen varmekilde i selve koronaen, en varmestrøm fra de underliggende køligere områder er ikke mulig i henhold til fysikens love. Så der skal være en anden mekanisme, der overfører energi til koronaen.

SOHO-instrumenterne har nu taget videnskabsmændene på sporet. De viser, at solens overflade er dækket af et tæppe af utallige magnetiske løkker - buede magnetfelter, der hver starter fra en positiv magnetisk pol på overfladen og slutter ved en negativ pol. Normalt et par dage efter deres dannelse brydes disse kortvarige strukturer, deres åbne ender bevæger sig derefter frit rundt. Hvis to ender mødes med forskellige magnetfeltretninger, opstår der en kortslutning, der frigiver enorme mængder energi i solatmosfæren.

Magnetfelter er sandsynligvis også involveret i dannelsen af ​​solvinden. I lang tid har astronomer vidst, at solvinden består af to dele med forskellige energiindhold: langsommere partikler bevæger sig omkring 400 kilometer i sekundet, mens hurtigere gør dem dobbelt så hurtig.

Observationer af "Ultraviolet Coronograph Spectrometer" fra SOHO viser, at den langsommere del af solvinden kommer fra det ækvatoriale område, hvor materie strømmer langs magnetfeltlinjerne i rummet. De mere energiske partikler har derimod deres oprindelse i polare regioner. Der er magnetfeltlinjerne åbne og fungerer som en accelerator. De driver elektrisk ladede partikler, der fordamper fra solen til hidtil uset niveau ved meget høje hastigheder. Også i nærheden af ​​solens poler opdagede britiske forskere for nylig kæmpe cykloner ved hjælp af SOHO-spektrometeret. Hver af dem er næsten lige så store som jorden, inden i soltornadoerne boltre vinde i hastigheder op til 500.000 kilometer i timen.

Igen og igen kaster såkaldte koronale masseudsprøjtninger milliarder af tons stof ud i rummet. Disse massive eksplosioner er ansvarlige for magnetiske storme over jorden, der kan forstyrre radiokommunikation og forårsage strømafbrydelser. Elektroner fanget i Jordens magnetiske skjold frigøres af magnetiske storme. Som "energi-killerelektroner" med høj energi kan de beskadige satelliternes elektronik og bringe astronauter i fare under rumvandringerne. Indtil videre er der gjort forsøg på at forudsige magnetiske storme fra "sollys", der er lettere at observere fra Jorden. Dette er stærkt opvarmede områder af solatmosfæren. Succesgraden for sådanne forudsigelser er temmelig lille: Kun cirka hver tredje blænding tiltrækker en magnetisk storm. SOHO giver mulighed for direkte at observere de koronale masseudstødninger og lover således meget mere pålidelige prognoser.

Sidste år registrerede sonden ni sådanne eksplosioner inden for syv måneder. Hver gang rasede en magnetisk storm over jorden et par dage senere. Astrofysikere håber at kunne bruge computermodeller til at forudsige styrken af ​​sådanne SOHO-data i fremtiden.

Indtil videre er det, der er åbent, det, der forårsager solen på elleve år. Det kan være relateret til store plasma-strømme under soloverfladen, som SOHO har fanget. Strømme af ioniserede gasser strømmer rundt om de solrige polære områder i en dybde på omkring 40.000 miles. De minder stærkt om jordbundne jetstrømme: hurtige lodrette vinde, der blæser rundt i kloden på bølgende strømlinjer. Andre plasmaflow ligner handelsvindene på jorden. De forekommer ofte sammen med pletter med solflekker, da det vil være omkring år 2000. Så håber forskerne også at opdage hemmeligheden bag solcyklussen.

=== Ralf Butscher

science.de

Anbefalet Redaktørens Valg