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Parker Solar Probe: Sonde von der Erde berührt erstmals die Sonne

15.12.2021 | 11:41 Uhr | Hans-Christian Dirscherl

Zum ersten Mal ist eine Sonde von der Erde durch die Korona der Sonne geflogen, also durch die obere Atmosphäre unseres Sterns. Faktisch habe die Sonde unsere heiße Sonne berührt, so die NASA.

Noch nie zuvor ist eine Sonde von der Erde der Sonne so nah gekommen, wie jetzt die NASA-Sonde „ Parker Solar Probe “. Die NASA schreibt sogar, dass „Parker Solar“ die Sonne berührt habe. Damit ist zwar nicht gemeint, dass die Sonde mit der (nicht festen) Oberfläche der Sonne Kontakt hatte, „Parker Solar Probe“ flog aber durch die obere Atmosphäre der Sonne - die so genannte Korona - geflogen und hat dort Teilchen und Magnetfelder gemessen.

Die Wissenschaftler hoffen, dass sie aus den Informationen, die die im Jahr 2018 gestartete Sonde bei ihrem Flug durch die Corona sammelt, wichtige Erkenntnisse über unseren Stern und seinen Einfluss auf das Sonnensystem gewinnen. Der erste Vorbeiflug an der Korona - und die Aussicht auf weitere Vorbeiflüge - werde auch weiterhin Daten über Phänomene liefern, die aus der Ferne unmöglich zu untersuchen sind.

Der Plan.
Vergrößern Der Plan.
© NASA's Goddard Space Flight Center/Mary P. Hrybyk-Keith

"Die Parker-Sonnensonde fliegt so nahe an der Sonne vorbei, dass sie jetzt Bedingungen in der magnetisch dominierten Schicht der Sonnenatmosphäre - der Korona - wahrnehmen kann, die wir vorher nicht kannten", sagte Nour Raouafi, der Parker-Projektwissenschaftler am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. "Wir sehen Beweise dafür, dass wir uns in der Korona befinden, in Magnetfelddaten, Sonnenwinddaten und visuell in Bildern. Wir können sogar sehen, wie die Sonde durch koronale Strukturen fliegt, die bei einer totalen Sonnenfinsternis beobachtet werden können."

Wo endet die Sonnenatmosphäre?

Die Oberfläche der Sonne ist anders als die der Erde nicht fest. Die NASA erklärt: Die Sonne hat eine überhitzte Atmosphäre, die aus Sonnenmaterial besteht, das durch Schwerkraft und magnetische Kräfte an die Sonne gebunden ist. Mit zunehmender Hitze und steigendem Druck wird dieses Material von der Sonne weggedrückt, bis es einen Punkt erreicht, an dem die Schwerkraft und die Magnetfelder zu schwach sind, um es zurückzuhalten. Dieser Punkt, die so genannte "kritische Alfvén-Oberfläche", markiert das Ende der Sonnenatmosphäre und den Beginn des Sonnenwinds. Sonnenmaterial, das die Energie hat, diese Grenze zu überwinden, wird zum Sonnenwind, der das Magnetfeld der Sonne mit sich reißt, während er durch das Sonnensystem zur Erde und darüber hinaus rast.

Mit Hilfe der Parker-Sonde wollen die Wissenschaftler nun herausfinden, wo die kritische Alfvén-Oberfläche liegt. Parker nähert sich auf seiner spiralförmige Flugbahn immer näher an die Sonne und damit auch an die kritische Alfvén-Oberfläche und während der letzten Vorbeiflüge war die Sonde durchgehend unter 20 Sonnenradien (91 Prozent der Entfernung der Erde von der Sonne), was sie in die Lage versetzte, die Grenze zu überschreiten - wenn die Schätzungen korrekt waren.

Genau das war der Fall: Am 28. April 2021, während ihres achten Vorbeiflugs an der Sonne, traf die Parker-Sonnensonde in einer Höhe von 18,8 Sonnenradien (etwa 8,1 Millionen Meilen) über der Sonnenoberfläche auf die spezifischen Magnet- und Partikelbedingungen, die den Wissenschaftlern mitteilten, dass sie zum ersten Mal die kritische Alfvén-Oberfläche durchquert hatte und endgültig in die Sonnenatmosphäre eingetreten war.

Während des Vorbeiflugs flog die Parker Solar Probe mehrmals in die Korona hinein und wieder heraus. Damit wurde bewiesen, was einige vorhergesagt hatten - dass die Alfvén-kritische Oberfläche nicht wie eine glatte Kugel geformt ist. Vielmehr weist sie Zacken und Täler auf, die die Oberfläche zerknittern. Die Entdeckung, wo diese Ausstülpungen mit der von der Oberfläche ausgehenden Sonnenaktivität übereinstimmen, kann den Wissenschaftlern dabei helfen, herauszufinden, wie Ereignisse auf der Sonne die Atmosphäre und den Sonnenwind beeinflussen; das hofft zumindest die NASA.

Weitere Flüge durch due Korona werden folgen

Der erste Durchflug durch die Korona dauerte nur wenige Stunden. Ihm werden weitere folgen. Parker wird sich weiter spiralförmig der Sonne nähern und schließlich bis auf 8,86 Sonnenradien (3,83 Millionen Meilen) an die Oberfläche heranreichen. Bei den nächsten Vorbeiflügen, von denen der nächste im Januar 2022 stattfinden wird, wird Parker Solar Probe wahrscheinlich wieder durch die Korona fliegen, wie die NASA mitteilt.

Die NASA weist daraufhin, dass die Größe der Korona auch von der Sonnenaktivität bestimmt wird. Wenn der 11-jährige Aktivitätszyklus der Sonne - der so genannte Sonnenzyklus - ansteigt, dehnt sich der äußere Rand der Korona aus, so dass die Parker-Sonnensonde eine größere Chance hat, sich für längere Zeit in der Korona aufzuhalten.

Parker, zirka 3m x 2,3 m groß, fliegt nun weiter in elliptischen Bahnen um die Sonne. Die Sonde startete am 12. August 2018 von Cape Canaveral. Sie fliegt während ihrer Mission immer mal wieder an der Venus vorbei und soll im Dezember 2024 den sonnennächsten Punkt erreichen. Ein über 11 cm dicker Karbonschild schützt die Sonde und deren Instrumente vor der Hitze der Sonne: bis rund 1400 Grad Celsius soll er aushalten.

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