Detaillierteste Sonnenbilder aller Zeiten zeigen Plasmawirbel

Wissenschaftler haben die bisher hochauflösendsten Bilder der Sonnenoberfläche aufgenommen. Sie zeigen turbulente, wirbelartige Plasmastrukturen und liefern den ersten direkten Beweis für einen lange theoretisierten physikalischen Prozess auf unserem nächsten Stern. Die Ergebnisse, die am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurden, stammen vom Daniel K. Inouye Solar Telescope auf Hawaii, dem leistungsstärksten Sonnenteleskop der Welt.washingtonpost+1

Wie eine Blaubeere aus 110 Kilometern Entfernung

Die am 14. April 2025 aufgenommenen Bilder erreichen eine räumliche Auflösung von etwa 20 Kilometern. Das ist scharf genug, um Details auf der Sonnenoberfläche zu erkennen, die dem Anblick einer Blaubeere aus 110 Kilometern Entfernung entsprechen. Die Videoaufnahmen zeigen Wirbel aus heißem Plasma, die sich bewegen, während superheißes Material aus dem Inneren aufsteigt und nach dem Abkühlen wieder in das Innere des Sterns zurücksinkt.newscientist+1

"Als ich mit meinen Kollegen dort saß und wir diese Bilder zum ersten Mal sahen, erkannten wir sofort diese Kelvin-Helmholtz-Muster, und wir waren auf Anhieb begeistert", sagte Friedrich Wöger, leitender Wissenschaftler am National Solar Observatory und Instrumentenprogramm-Wissenschaftler des Teleskops.gizmodo

Die Studie liefert den ersten empirischen Beweis dafür, dass die detaillierten Störungen und Wirbel, die auf der Photosphäre sichtbar sind, durch einen Prozess namens Kelvin-Helmholtz-Instabilität entstehen. Dieser tritt auf, wenn zwei Fluide, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, an ihrer Grenzfläche Wellenmuster erzeugen. Der Effekt ist manchmal in Wolken auf der Erde zu sehen und wurde auch für die Sonne vorhergesagt, konnte aber bis jetzt nie direkt beobachtet werden.washingtonpost+1

Bedeutung für die Sonnenforschung

"Früheren Beobachtungen fehlte schlicht die Schärfe, um diese Merkmale aufzulösen, wodurch die Sonnenoberfläche viel glatter erschien, fast wie ein unscharfes Foto", sagte Vanessa Polito, Physikerin am Lockheed Martin ↗ 0.91% Solar and Astrophysics Laboratory, die nicht an der Studie beteiligt war.washingtonpost

Was die Forscher überraschte, war, dass die Muster überall in ihrem Sichtfeld auftauchten und nicht nur in isolierten Bereichen. Die Kelvin-Helmholtz-Wirbel bilden sich entlang der Grenzen von Granulen, das sind Zellen aus aufsteigendem Plasma mit einem Durchmesser zwischen 500 und 2.000 Kilometern, insbesondere in der Nähe von Sonnenflecken.newscientist+1

Das Rätsel der koronalen Aufheizung

Die Entdeckung könnte dazu beitragen, eines der beständigen Rätsel der Sonnenphysik zu lösen: warum die äußere Atmosphäre der Sonne, die Korona, weitaus heißer ist als ihre sichtbare Oberfläche. Andrew Hillier, Physiker an der University of Exeter, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, die größte Bedeutung der Arbeit liege wahrscheinlich in ihren Auswirkungen auf die koronale Aufheizung, da die Instabilität magnetische Energie in die Korona einspeisen könnte, und zwar in Größenordnungen, die leichter abgebaut werden können.washingtonpost

"All diese anderen Mechanismen können nun auf der Grundlage der Tatsache analysiert werden", dass Kelvin-Helmholtz-Instabilität auf der Photosphäre existiert, so Wöger. Nach dieser Entdeckung planen die Forscher, das Inouye-Teleskop zu nutzen, um Instabilitätsmuster zu kartieren und die Stärke des Magnetfeldes der Sonne zu quantifizieren.gizmodo+1