Eine riesige Explosion auf der Sonne

25. April 2007: Astronomen nennen das japanische Hinode Raumschiff ein "Hubble für die Sonne." Schauen Sie sich diesen Film an und Sie wissen warum:

Klicken Sie um einen 3MB großen Film zu sehen.

Das Filmmaterial, gesammelt von Hinode's Solar Optical Telescope (SOT) am 13. Dezember 2006, zeigt wie der Sonnenfleck 930 einen gewaltigen Sonnenflare der X-Klasse freisetzt. Es ist einer der detailiertesten Filme eines Sonnenflares, den Physiker jemals gesehen haben. Das SOT hat eine Auflösung von 0,2 Bogensekunden, oder 0,00006 Grad. Das bedeutet, dass das Raumschiff, aus seinem Orbit in 150 Millionen Kilometern Entfernung, Merkmale bis zu einer Größe von 144km sehen kann.

Aber Auflösung ist nur ein Teil der Geschichte. Was Hinode wirklich zu einem speziellen Sonnenteleskop macht, "ist seine einzigartige Fähigkeit, dass Magnetfeld der Sonne sehen zu können," sagt John Davis, NASA's Projektwissenschaftler für Hinode am Marshall Space Flight Center. Diese Fähigkeit nutzte Hinode, um die unterlagerten Drehungen des Magnetfeldes, des Flares vom 13. Dezember zu enthüllen.

"Sonnenflares sind tatsächlich magnetisch," erklärt Davis. Im Wirbel über einem Sonnenfleck werden die magnetischen Kraftlinien verdreht und gestreckt, bis ihre Spannung einen bestimmten Punkt erreicht -- und dann explodiert das Ganze.

Ein Gummiband liefert eine gute Analogie. Nehmen Sie eines von Ihrem Schreibtisch und halten mit jeder Hand ein Ende fest: Spannen und Drehen Sie es. Wenn Sie drehen, drehen und immer weiter drehen, wird das gepeinigte Band am Ende reißen, und die Energie freisetzen, die Sie vorher hineingesteckt haben.

Magnetfelder verhalten sich in vielen Dingen wie Gummibänder, und "Hinode war in der Lage die Drehung und Streckung zu sehen, die dann zum Sonnenflare am 13. Dezember führte," sagt er.

Betrachten Sie die Animation rechts. Es sieht aus wie ein wild gewordener Hurrikan -- etwa zweimal so groß wie die Erde! Tatsächlich ist es eine magnetische Karte des Flare Gebietes, der südlichen Ausläufer von Sonnenfleck 930. Rote Pfeile zeigen die Richtung des Magnetfelds des Sonnenflecks an. Weiße Gebiete haben eine positive Polarität (N); schwarze Gebiete sind negativ (S). Der Film startet am 10. Dezember, drei Tage vor dem Flare, und endet am 14. Dezember, einen Tag nach dem Flare.

Rechts: Ein Film des Magnetfeldes von Sonnenfleck 930 zeigt die Spannung, welche sich vor dem X-Flare am 13. Dezember aufbaut. [Größerer Film]

"Diese Daten wurden mit Hinode's Spectro-Polarimeter aufgenommen, einem Gerät, dass Magnetfelder wahrnehmen kann, indem es die Polarisierung des Lichts misst, das von Eisen-Ionen in der Sonnenatmosphäre stammt," erklärt Davis.

Der Hurrikan ist in Wirklichkeit ein ein riesiger Tunnel aus magnetischem Fluss, der von der darunterliegenden Sonnenoberfläche stammt. Während er sich dreht, werden die magnetischen Feldlinien gedreht und gestreckt, während N und S Polaritäten sehr dicht zusammengeschoben werden. "Dies verursacht den Aufbau von Spannung und Energie im Magnetfeld. "

Am 13. Dezember, um genau 2:34 UT, wurde die Energie, in Form eines Sonnenflares der Kategorie X3, freigesetzt. Die Explosion schleuderte einen koronalen Massenauswurf (CME: eine Milliarde Tonne heißen Gases) in den Weltraum, was zu Polarlichtern führte, die bis nach Arizona zu sehen waren. Schockwellen im CME beschleunigten schwere Eisen-Ionen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit, und diese Ionen kreuzten für mehr als einen Tag um Mond und Erde herum. Dies wird "Strahlen-Sturm" genannt. Wenn sich zu diesem Zeitpunkt Astronauten auf dem Mond aufgehalten hätten, wären sie vielleicht gezwungen gewesen in Inneren zu bleiben -- in ihren Raumschiffen oder Basislagern -- um eine Strahlenbelastung zu vermeiden.

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Astronomen bemühen sich Sonnenflares vorherzusagen, seit Flares im Jahr 1859 von Lord R.C. Carrington und R. Hodgson entdeckt wurden. Sie wurden aber durch die Schwierigkeiten bei der Kartografierung daran gehindert. Magnetografen auf der Erde müssen durch die turbulente Atmosphäre unseres Planeten schauen, welche die kleinen roten Pfeile verwischt, die wir so klar in Hinode´s Film sehen. Hinode´s Fähigkeit, Magnetfelder von der Erdumlaufbahn aus untersuchen zu können, ist eine neue und entscheidende Entwicklung. 

"Die Art von Daten, die wir von Hinode bekommen, ist genau was wir brauchen, um herauszufinden wie Flares funktionieren," sagt Davis. "Wir benötigen nur noch ein paar mehr Explosionen."

Author: Dr. Tony Phillips | Production Editor: Dr. Tony Phillips | Credit: Science@NASA