Neueste Forschungen ermöglichen Wissenschaftlern Nahaufnahmen energiereicher Teilchenstrahlen, die von der Sonne ausgestoßen werden

Wissenschaftler des Southwest Research Institute (SwRI) beobachteten die ersten Nahaufnahmen einer Quelle energiereicher Teilchen, die von der Sonne ausgestoßen wurden, und zwar aus nur einer halben Astronomischen Einheit (AE), also etwa 46,5 Millionen Meilen. Die hochauflösenden Bilder des Sonnenereignisses wurden vom Solar Orbiter der ESA geliefert, einem 2020 gestarteten Sonnenbeobachtungssatelliten.

„Im Jahr 2022 entdeckte der Solar Orbiter sechs wiederkehrende Injektionen energiereicher Ionen. Partikel strömten entlang der Jets aus, ein Zeichen der magnetischen Wiederverbindung mit Feldlinien, die zum interplanetaren Raum hin offen sind“, sagte Dr. Radoslav Bucik vom SwRI, der Hauptautor einer neuen Studie, die dies veröffentlichte Monat in Briefe zur Astronomie und Astrophysik. „Der Solar Orbiter entdeckt diese Art von Aktivität häufig, aber in diesem Zeitraum zeigten sich sehr ungewöhnliche Elementzusammensetzungen.“

Bei einer Ioneninjektion überstieg die Intensität des seltenen Isotops Helium-3 die Menge an Wasserstoff, dem am häufigsten auf der Sonne vorkommenden Element, und die Eisenwerte waren ähnlich wie beim Isotop Helium-4, dem zweithäufigsten Element auf der Sonne . Bei einer weiteren Injektion zwei Tage später war die Menge an Helium-3 deutlich auf einen nahezu vernachlässigbaren Wert zurückgegangen.

„Unsere Analyse zeigt, dass die elementaren und spektralen Variationen bei wiederkehrenden Injektionen mit der Form des Strahls, der Größe der Strahlquelle und der Verteilung des zugrunde liegenden photosphärischen Feldes, das sich im Laufe der Zeit entwickelt hat, zusammenhängen“, sagte Bucik. „Wir glauben, dass das Verständnis der Variabilität wiederkehrender Ereignisse aus einer einzigen Quelle Aufschluss über den Beschleunigungsmechanismus bei Sonneneruptionen gibt.“

Die von Solar Orbiter gemachten Beobachtungen sind einzigartig, da die Ausbreitungseffekte, die sich auf die Häufigkeit auswirken können, in der Nähe der Sonne minimal sein könnten. Die Entfernung von nur 0,5 AE hat dem wissenschaftlichen Team einen bemerkenswert detaillierten Blick auf Sonnenereignisse ermöglicht.

„Wenn wir näher dran sind, haben wir eine deutlich bessere räumliche Auflösung“, sagte Bucik. „Wir sind in der Lage, mehr Einblick in die Quelle dieser energiereichen Teilchen zu gewinnen, weil wir die innere Struktur sehen können, die mit Beschleunigungsprozessen verbunden ist, während sich die Injektion entwickelt. Beobachtungen aus der doppelten Entfernung, 1 AE, sind im Vergleich dazu nicht sehr klar.“

Bucik und seine Kollegen hoffen, noch mehr aus den engsten Annäherungen des Solar Orbiters an die Sonne bei 0,3 AE zu lernen.

„Diese Beobachtungen könnten dabei helfen, zukünftige solarenergetische Teilchenereignisse vorherzusagen“, sagte Bucik. „Diese Partikel können Satelliten und Ausrüstung beschädigen und möglicherweise auch Astronauten schaden. Wir wollen verstehen, wie sie sich von der Sonne wegbeschleunigen und welche Bedingungen für ihre Beschleunigung herrschen.“