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Weltraumteleskop IRIS Kühle Sonne mit heißen Taschen

An der Oberfläche der Sonne gibt es gewaltige Temperaturunterschiede. Mit dem Weltraumteleskop IRIS untersucht Astronomen, warum das so ist. Eine Ursache haben sie offenbar gefunden: explosive Taschen voll heißem Plasma.

Stand: 24.10.2014

Bis zu zehn Millionen Grad Celsius herrschen in der Korona, der äußersten Schicht der Sonnenatmosphäre. Das ist erstaunlich, denn tiefer liegenden Schichten weisen verhältnismäßig moderate Temperaturen auf. An der sichtbaren Oberfläche in der sogenannten Photosphäre ist es etwa 5.000 Grad Celsius heiß. Weiter außen sinken die Temperaturen erst noch etwas, dann steigen sie plötzlich auf Werte von einer Million Grad und weit darüber. Um diese und weitere Rätsel der Sonne zu lösen, ist seit 2013 das Weltraumteleskop IRIS im All.

Heiße Taschen voller Plasma

Die Oberfläche der Sonne, aufgenommen von IRIS

Mit seinem UV-Spektrometer kann die Sonde das Licht der Sonne, vor allem die UV-Strahlung, sehr fein der Wellenlänge nach zerlegen. In der relativ kühlen Photosphäre konnten Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen so Erstaunliches entdecken: Dort gibt es sehr heißen Taschen, gefüllt mit Plasma, also gasähnliche, elektrisch geladene Teilchen. Mit 100.000 Grad sind sie deutlich heißer als die umgebende Photosphäre und die darüber liegende Chromosphäre. Innerhalb von Minuten wird das Plasma erhitzt und auf mehrfache Schallgeschwindigkeit beschleunigt, vermutlich durch das chaotische Sonnenmagnetfeld. Das heiße Plasma steigt aus der tieferen Photosphäre nach oben und sorgt wahrscheinlich dafür, dass es in der oberen Atmosphäre heißer ist als ein Stockwerk tiefer. Für ihre Theorie brauchen die Forscher aber noch mehr Belege, denn bisher liegen erst die Daten von vier Plasmataschen vor.

So nimmt IRIS die Sonne ins Visier

Sonneneruption, aufgenommen von IRIS

Um die Prozesse an der Oberfläche der Sonne zu erforschen, hat die NASA im Juni 2013 das Weltraumteleskop IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) in die Erdumlaufbahn geschickt. Der Satellit beobachtet die Übergangszone zwischen den tiefer liegenden Atmosphärenschichten der Sonne und ihrer Korona in bislang unerreichten Auflösung.

IRIS besteht aus einem UV-Teleskop, das mit einem UV-Spektrometer gekoppelt ist. Die Messgeräte haben immer nur ein Prozent der Sonnenoberfläche im Blick. Dafür können sie Strukturen erfassen, die nur 250 Kilometer groß sind. Die Forscher können mit dem Spektrometer erstmals die Geschwindigkeit berechnen, mit der sich die Strukturen auf der Sonne verändern. Diese Daten werden über eine Bodenstation in Spitzbergen an einen Superrechner in Kalifornien geleitet und dort ausgewertet.

Spektakel mit Spikulen

Für den Transport der Energie auf der Sonne spielen auch viele tausend kurzlebige Röhren auf ihrer Oberfläche eine wichtige Rolle: die Spikulen. Diese röhrenartigen Strukturen können in kürzester Zeit riesige Hitzemengen befördern. Sie haben einen Durchmesser von einigen hundert Kilometern und können Tausende Kilometer lang sein. Bereits nach wenigen Minuten fallen sie wieder in sich zusammen. IRIS beobachtet diese Spikulen, um mehr über die Heizprozesse in der Korona herauszufinden.


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