Wissenschaftler haben die EUI-Kamera von Solar Orbiter in einem neuen Betriebsmodus verwendet, um einen Teil der Sonnenatmosphäre bei extremen ultravioletten Wellenlängen aufzuzeichnen, der bisher kaum abzubilden war. Dieser neue Betriebsmodus wurde durch einen Last-Minute-„Hack“ der Kamera ermöglicht und wird mit ziemlicher Sicherheit neue Solarinstrumente für zukünftige Missionen beeinflussen.
Der Extreme Ultraviolet Imager (EUI) von Solar Orbiter liefert hochauflösende Bilder der Strukturen in der Sonnenatmosphäre. Wissenschaftler nennen diese Region die Korona. Während des Baus von EUI wurde die Sicherheitstür an der Vorderseite des Instruments in letzter Minute geändert, sodass das Instrument tiefer in seine Zielregion blicken konnte als ursprünglich angegeben.
„Es war wirklich ein Hack“, sagt Frédéric Auchère, Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-Sud und Mitglied des EUI-Teams. „Ich hatte die Idee, es einfach zu machen und zu sehen, ob es funktionieren würde. Es ist eigentlich eine sehr einfache Modifikation des Instruments.“
Dabei wurde an der Tür des Instruments ein kleiner, hervorstehender „Daumen“ mit einem Gewicht von einigen Gramm angebracht. Wenn die Tür zur Seite gleitet, um das Licht in die Kamera zu lassen, und wenn sie auf halbem Weg angehalten wird, bedeckt der Daumen die helle Scheibe der Sonne, und EUI kann das millionenfach schwächere ultraviolette Licht erkennen, das von der umgebenden Korona ausgeht.
Das Team bezeichnet dies als Okkulter-Betriebsart. Tests mit dem EUI-Okkulter laufen seit 2021. Jetzt ist das Team von seinem erfolgreichen Betrieb überzeugt und hat eine Arbeit verfasst Astronomie und Astrophysik und veröffentlichte ein Video, das die Ergebnisse zeigt.
Wissenschaftler haben den Extreme Ultraviolet Imager (EUI) des ESA/NASA Solar Orbiter in einem neuen Betriebsmodus genutzt, um einen Teil der Sonnenatmosphäre aufzuzeichnen, der bisher kaum abzubilden war. Durch die Abdeckung der hellen Sonnenscheibe mit einem „Okkulter“ im Inneren des Instruments kann EUI das millionenfach schwächere ultraviolette Licht der umgebenden Korona erkennen. Bildnachweis: ESA und NASA/Solar Orbiter/EUI-Team; F. Auchère et al. (2023); Sonnenscheibe: NASA/STEREO
Der Film zeigt ein ultraviolettes Bild der Sonnenkorona, aufgenommen mit dem EUI-Okkulter. In der Mitte, in dem vom Okkulter freigelassenen Bereich, wurde ein ultraviolettes Bild der Sonnenscheibe eingeblendet. Das Bild der Sonnenscheibe wurde von der STEREO-Mission der NASA aufgenommen, die zufällig zur gleichen Zeit aus fast der gleichen Richtung wie Solar Orbiter auf die Sonne blickte, sodass die Merkmale auf der Oberfläche eine gute Korrelation mit den Merkmalen in der Sonnenscheibe aufweisen Corona.
In der Vergangenheit wurden Bilder der Sonnenkorona mit speziellen Instrumenten, sogenannten Koronographen, aufgenommen. Der Koronagraph von Solar Orbiter heißt beispielsweise Metis. Der Vorteil dieses neuen Ansatzes besteht darin, dass der Koronograph und die Kamera im selben Instrument integriert werden können.
„Wir haben gezeigt, dass dies so gut funktioniert, dass man jetzt über einen neuen Instrumententyp nachdenken kann, der sowohl die Sonne als auch die Korona um sie herum abbilden kann“, sagt Daniel Müller, ESA-Projektwissenschaftler für Solar Orbiter.
Schon vor diesen neuen Instrumenten wird EUI eine Menge neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse liefern. Der Okkultermodus ermöglicht es Wissenschaftlern, tiefer in die Sonnenatmosphäre zu blicken. Dies ist der Bereich, der außerhalb des Sichtfelds klassischer EUV-Bildgeber liegt, aber normalerweise von herkömmlichen Koronographen verdeckt wird. Jetzt kann EUIs Okkulter diese wenig erforschte Region jedoch problemlos abbilden.
„Dort verändert sich die Physik, dort verändern sich die magnetischen Strukturen, und wir haben uns das noch nie wirklich genau angeschaut. Da müssen ein paar Geheimnisse drin sein, die wir jetzt entdecken können“, sagt David Berghmans vom Königlichen Observatorium von Belgien und dem EUI-Hauptforscher.
Mehr Informationen:
F. Auchère et al., Jenseits der Scheibe: EUV-Koronagraphiebeobachtungen des Extreme Ultraviolet Imager an Bord des Solar Orbiter, Astronomie und Astrophysik (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202346039