Surfen auf der Sonne! Unser bevorzugtes knorriges Raumschiff, das Solar Dynamics Observatory (SDO), hat schlüssige Beweise für klassische „Surferwellen“ in der Sonnenatmosphäre gefunden. Das Erkennen dieser Wellen hilft uns zu verstehen, wie sich Energie durch die Sonnenatmosphäre bewegt, die als Korona bekannt ist, und hilft vielleicht sogar Sonnenphysikern, Ereignisse wie koronale Massenauswürfe vorherzusagen.
Genau wie eine Surfwelle auf der Erde wird das solare Gegenstück von derselben Strömungsmechanik gebildet - in diesem Fall handelt es sich um ein Phänomen, das als Kelvin-Helmholtz-Instabilität bekannt ist. Da Wissenschaftler wissen, wie diese Arten von Wellen Energie im Wasser verteilen, können sie diese Informationen verwenden, um die Korona besser zu verstehen. Dies kann wiederum dazu beitragen, ein dauerhaftes Rätsel zu lösen, warum die Korona tausende Male heißer ist als ursprünglich erwartet.
"Eine der größten Fragen zur Sonnenkorona ist der Heizmechanismus", sagt der Sonnenphysiker Leon Ofman vom Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md., Und der Catholic University, Washington. „Die Korona ist tausendmal heißer als die sichtbare Oberfläche der Sonne, aber was sie erwärmt, ist nicht genau bekannt. Die Leute haben vorgeschlagen, dass Wellen wie diese Turbulenzen verursachen könnten, die eine Erwärmung verursachen, aber jetzt haben wir direkte Hinweise auf Kelvin-Helmholtz-Wellen. “
Obwohl diese Wellen in der Natur hier auf der Erde häufig vorkommen, hatte niemand sie auf der Sonne gesehen. Aber das war vor SDO.
Ofman und Kollegen entdeckten diese Wellen in Bildern, die am 8. April 2010 in einigen der ersten Bilder aufgenommen wurden, die von SDO vor der Kamera aufgenommen wurden. Diese wurden im Februar letzten Jahres gestartet und begannen am 24. März 2010 mit der Datenerfassung. Ofman & Team haben gerade einen Artikel veröffentlicht in Astrophysical Journal Letters.
Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten treten auf, wenn zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte oder Geschwindigkeit aneinander vorbeiströmen. Bei Meereswellen ist dies das dichte Wasser und die leichtere Luft. Während sie aneinander vorbeifließen, können leichte Wellen schnell zu den riesigen Wellen verstärkt werden, die von Surfern geliebt werden. Bei der Sonnenatmosphäre, die aus einem sehr heißen und elektrisch geladenen Gas namens Plasma besteht, stammen die beiden Ströme aus einer Plasmafläche, die von der Sonnenoberfläche ausbricht, wenn sie an Plasma vorbeizieht, das nicht ausbricht. Der Unterschied in den Strömungsgeschwindigkeiten und -dichten über diese Grenze hinweg löst die Instabilität aus, die sich in den Wellen aufbaut.
In der Sonne sind die beiden Flüssigkeiten beide Plasmen - Weiten superheißer, geladener Gase -, die interagieren. Einer bricht von der Oberfläche aus und schießt an einem zweiten Plasma vorbei, das nicht ausbricht. Die resultierende Turbulenz ist eine Kelvin-Helmholtz-Wellenform.
Das ausbrechende Plasma stammt wahrscheinlich von einem koronalen Massenauswurf, wie er Anfang dieser Woche beobachtet wurde, bei dem die Sonne gewaltige Mengen von Hochgeschwindigkeits-Plasmapartikeln heftig in den Weltraum befördert. Wenn Sie also mehr darüber wissen, wie die Korona erwärmt wird und unter welchen Bedingungen sich die KH-Wellen bilden, können Wissenschaftler möglicherweise die nächste CME vorhersagen, was ein langjähriges Ziel von Solarwissenschaftlern ist.
Aber wenn man den genauen Mechanismus zum Erhitzen der Korona herausfindet, wird man die Sonnenphysiker wahrscheinlich noch einige Zeit beschäftigen. Die Fähigkeit von SDO, alle 12 Sekunden Bilder der gesamten Sonne mit so präzisen Details aufzunehmen, liefert jedoch mit Sicherheit die erforderlichen Daten.
Quelle: NASA
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