Die Sonne neu im Blick
Seit Februar dieses Jahres befindet sich die Raumsonde Solar Dynamic Observatory(SDO) der NASA im All, um die Sonne mit bisher nicht gekannter Auflösung ins Visierzu nehmen. SDO wurde am 11.2. an der Spitze einer Atlas-Rakete von Cape Canaveralaus gestartet. Die Sonde fliegt auf einer geosynchronen Umlaufbahn um die Erde miteiner Bahnneigung von 28° gegen den Äquator und einer Höhe von 36000 km.
SDO wird die Sonne vor allem in Ultraviolet untersuchen. Die wichtigsten Instrumentean Bord sind: Atmosperic Imaging Assembly (AIA), Extreme Ultraviolet VariabilityExperiment (EVE) und Helioseismic and Magnetic Imager (HMI). Das AIA besteht ausvier Teleskopen, mit denen in 10 verschiedenen Wellenlängenbereichen im Ultravioletund im Optischen hochaufgelöste Bilder der Sonnenoberfläche und –atmosphäre, d.h.von der Photosphäre bis hin zur Korona, aufgenommen werden. Um zeitliche Veränderungen untersuchen zu können, ist geplant, alle 10 Sekunden einen Satz Bilderaufzunehmen. Eine solche Zeitauflösung wurde mit Ultravioletbildern bislang nieerreicht. Dabei wird die Winkelauflösung so gut sein, dass man noch Details erkennen kann, die nur 725 km groß sind. Mit dem AIA soll besonders die Sonnenaktivitätuntersucht werden. Man möchte wissen, wie sich Gasausbrüche auf derSonnenoberfläche bilden, wie sie sich durch die Atmosphäre fortpflanzen, und wie dieTeilchen schließlich die Sonne verlassen.
Das EVE wird Menge und Fluktuationen der Strahlung der Sonne im extremenUltraviolet (EUV) bei Wellenlängen zwischen 0,1 und 105 nm messen. In diesemSpektralbereich variiert die Sonnenstrahlung nicht nur mehr als bei allen anderenWellenlängen, sondern auch in einer völlig unvorhersagbaren Weise. Es ist wichtig, zuwissen, wie sich die EUV-Strahlung der Sonne verhält, da sie die Erde und vor allem dieRaumfahrt stark beeinflusst. U.a. heizt sie die höheren Regionen der Erdatmosphäre auf,die sich dadurch ausdehnen. Da Satelliten auf niedrigen Umlaufbahnen noch von denäußeren Ausläufern der Atmosphäre gebremst werden, führt verstärkte Sonnenaktivität zueinem verstärkten Abbremsen und Absinken der Satelliten. Dazu kommt, dass die EUV-Photonen Satellitenkommunikation stören und für Astronauten gefährlich sein können.
AIA und EVE untersuchen Oberfläche, Atmosphäre und Umgebung der Sonne. Dasdritte Instrument, HMI, untersucht das Sonneninnere. Das HMI nimmt hochaufgelösteSpektren der Sonnenoberfläche auf, und mit Hilfe der Verschiebung der Spektrallinienaufgrund des Doppler-Effektes werden Schwingungen und Wellen auf derSonnenoberfläche gemessen. Diese sog. helioseismischen Messungen erlauben denWissenschaftlern, Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Sonneninneren zu ziehen. DieStrömungen des Plasmas im Inneren bilden den Dynamo der Sonne, der für die Eigenschaften des Magnetfeldes verantwortlich ist. Es ist wichtig, diese Prozesse zuverstehen, da die Magnetfelder an der Sonnenoberfläche die Sonnenaktivität steuern.
Wenn in einem Plasma ein Magnetfeld vorhanden ist, werden die Spektrallinien desLichtes polarisiert und erscheinen mehrfach. Das erlaubt einem Beobachter, die Stärkedes Magnetfeldes zu bestimmen. Auf diese Weise misst HMI die Verteilung desMagnetfeldes an der Sonnenoberfläche.
Die Wissenschaftler hoffen, dass die HMI-Daten zusammen mit den AIA-Daten helfenwerden, die Prozesse, die die Sonnenaktiviät beeinflussen, besser zu verstehen. Bisher hatniemand eine Erklärung dafür, warum die Sonne in den Jahren 2008 und 2009 ein solanges Fleckenminimum durchlief und warum erst jetzt und so verspätet der neueFleckenzyklus beginnt.
SDO wird neue Maßstäbe setzen, was die Menge der Daten angeht. Die Bodenstation inNeu-Mexiko wird mit Informationen geradezu bombardiert werden, die Sonde wird jedenTag etwa 1,5 Terrabytes zur Erde senden. Im April wurden die ersten SDO-Bilderveröffentlicht. Die Wissenschaftler waren begeistert von der Qualität der Daten. Wirdürfen in den nächsten Monaten und Jahren auf neue und überraschende Erkenntnisseüber die Sonne gespannt sein!
Prof.Barbara Cunow, Pretoria, Südafrika
