Sie schenkt uns Wärme und Licht – doch die Sonne gibt noch mehr von sich: Von ihr geht fortwährend ein Strom geladener Teilchen wie etwa Protonen und Elektronen aus. Die Stärke dieses sogenannten Sonnenwindes schwankt je nach der solaren Aktivität und kann zu regelrechten Stürmen aufbrausen. Die schnellsten Teilchen erreichen dabei Geschwindigkeiten von mehr als 500 Kilometern pro Sekunde. Was die Quellen des Sonnenwindes betrifft, haben frühere Forschungen bereits auf die sogenannten koronalen Löcher verwiesen, die besonders in der Nähe der Sonnenpole auftreten. In Aufnahmen der Sonnenkorona im ultravioletten Licht erscheinen diese Strukturen als dunkle Bereiche. Es wurde auch bereits zeigt, dass die Feldlinien des Sonnenmagnetfeldes in den koronalen Löchern nicht bogenförmig zurück zur Sonne weisen, sondern ins All ragen. Doch was genau passiert in diesen Quellen des Sonnenwinds?
“Heißer” Blick auf den solaren Südpol
„Wie es der Sonne gelingt, den Sonnenwind mit hohen Geschwindigkeiten ins All zu beschleunigen, war bisher unklar“, sagt Erst-Autor Lakshmi Pradeep Chitta vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen. Die neuen Einblicke hat nun die ESA-Raumsonde Solar Orbiter ermöglicht. Als sie am 30. März 2022 den sonnennächsten Punkt ihrer Mission erreichte, konnte sie ein koronales Loch am solaren Südpol in bisher unerreichter Detailschärfe und schneller Bildabfolge aufnehmen. „Die einzigartigen Bilder boten uns die Möglichkeit, genauer als je zuvor auf die Quellregionen des Sonnenwindes zu schauen und so die Prozesse besser als zuvor zu verstehen“, sagt Chitta.
Wie das Team berichtet, entdeckten sie in den Aufnahmen ein bisher unbekanntes Phänomen: Es waren viele kleine Ströme zu erkennen, die sich mit
Geschwindigkeiten von einigen hundert Kilometern pro Sekunde von der Sonne fortbewegten. Die Plasmagebilde besitzen dabei eine langgezogene oder Y-förmige Gestalt, sind nur etwa 100 Kilometer breit und sehr kurzlebig. Denn sie verblassen schon nach etwa 20 bis 100 Sekunden wieder, zeigten die Bildfolgen. Verursacht werden diese sogenannten Piko-Flare-Ströme wahrscheinlich durch lokale Umstrukturierungen des Sonnenmagnetfeldes, sagen die Wissenschaftler.
Die Summe macht’s
Für irdische Verhältnisse erscheint ihre geschätzte Energiemenge groß: Bei ihrer kurzen Existenz setzten sie Mengen frei, die etwa 10.000 Haushalte in Deutschland im Laufe eines Jahres verbrauchen. Doch im Vergleich zu anderen Auswürfen der Sonne ist dies bescheiden: Sie liefern etwa einen billionstel Teil der Energie, welche die größten Strahlungsausbrüche der Sonne freisetzen. Doch unterm Strich kommt ordentlich etwas zusammen, geht aus den Modellen der Forscher hervor: In der Summe stellen die Piko-Flare-Ströme wahrscheinlich einen Großteil der Energie bereit, die Sonnenwindteilchen so stark beschleunigt. „Die Ströme, die wir nun entdeckt haben, sind zwar klein und treten nur sporadisch auf. Sie sind aber offenbar ein häufiges Phänomen und in dem betrachteten koronalen Loch geradezu allgegenwärtig”, sagt Chitta.
