Ein CME, aufgenommen im Januar 2000. (SOHO [ESA/NASA]) Unsere Sonne ist nicht gerade eine ruhige Kugel aus glühend heißem Plasma. Tatsächlich kommt es recht häufig zu kolossalen Ausbrüchen; Solche koronalen Massenauswürfe sind, wenn sie auf die Erde gerichtet sind, die Ursache dafür geomagnetische Stürme .
Aus dem erdnahen Weltraum können wir sie mit Satelliten und anderen Raumfahrzeugen ziemlich gut messen. Doch 1998 geschah etwas unglaublich Zufälliges. Ein Raumschiff im erdnahen Raum konnte nicht nur einen koronalen Massenauswurf (CME) messen, ein anderes Raumschiff in der Vergangenheit Mars genau richtig ausgerichtet, um auch den Sonnenstoß zu empfangen.
Dies bedeutete, dass die beiden Raumsonden denselben CME an verschiedenen Punkten seiner Reise von der Sonne aus messen konnten, was eine seltene Gelegenheit bot, zu verstehen, wie sich diese mächtigen Eruptionen entwickeln.
Koronale Massenauswürfe sind möglicherweise nicht so sichtbar wie Sonneneruptionen (die sie manchmal begleiten), aber sie sind viel mächtiger. Sie entstehen, wenn magnetische Feldlinien auf der Sonne verdreht sind wieder verbinden Dabei werden enorme Energiemengen umgewandelt und freigesetzt.
Dies geschieht in der Form eines CME , in dem riesige Mengen ionisierten Plasmas und elektromagnetischer Strahlung gebündelt in einem spiralförmiges Magnetfeld werden mit dem Sonnenwind ins All geschossen. Wenn CMEs an der Erde vorbeiströmen, können sie mit der Magnetosphäre und Ionosphäre interagieren. beobachtbare Effekte erzeugen wie Probleme mit der Satellitenkommunikation und Polarlichter.
Aber was mit CMEs passiert, wenn sie sich außerhalb der Erde im interplanetaren Raum befinden, war viel schwieriger zu untersuchen. Zum einen haben wir viel, viel weniger Instrumente da draußen. Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Raumsonden in großer Entfernung von der Sonne denselben CME entdecken, ist unglaublich gering.
Glücklicherweise geschah dies 1998 mit zwei Raumschiffen, die zur Untersuchung des Sonnenwinds konzipiert waren. Die NASA-Raumsonde Wind beobachtete am 4. März 1998 im Lagrange-Punkt L1 in etwa einer Astronomischen Einheit (dem Abstand zwischen Erde und Sonne) erstmals einen CME.
Achtzehn Tage später erreichte dasselbe CME Ulysses, ein Raumschiff, das sich zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von 5,4 Astronomischen Einheiten befand, was mehr oder weniger der durchschnittlichen Umlaufbahnentfernung von entspricht Jupiter .
Jetzt haben Astronomen die Daten dieser beiden Begegnungen untersucht, um erstmals zu charakterisieren, wie sich ein CME verändert, wenn es tiefer in das Sonnensystem vordringt. Insbesondere untersuchten sie die magnetohydrodynamische Entwicklung der eingebetteten Magnetwolke.
Winddaten (links) und Ulysses-Daten (rechts). (Telloni et al., ApJL, 2020)
Sie fanden heraus, dass in den 4,4 astronomischen Einheiten zwischen den beiden Raumfahrzeugen die helikale Struktur der magnetischen Wolke erheblich erodierte. Das Team geht davon aus, dass dies wahrscheinlich auf eine Wechselwirkung mit einer zweiten, nachlaufenden magnetischen Wolke zurückzuführen ist, die sich schneller bewegte als die erste, sie einholte und komprimierte, als sie Odysseus erreichte.
Dies könnte erklären, warum die helikale Struktur der magnetischen Wolke im CME stärker verdreht wurde, als sie 5,4 astronomische Einheiten erreichte – und nicht weniger, wie man erwarten könnte. Die magnetische Wechselwirkung zwischen den beiden Wolken könnte die äußere Schicht abbauen und einen stärker verdrehten Kern hinterlassen.
„Aus dieser Analyse geht klar hervor, dass die zweite magnetische Wolke bei 5,4 astronomischen Einheiten stark mit der ersten interagiert.“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Dadurch wird die magnetische Struktur der vorangegangenen magnetischen Wolke stark deformiert.“ Tatsächlich erstreckt sich seine großräumige Rotation weit über die Rückseite der folgenden magnetischen Wolke hinaus und stellt de facto eine Form der Rotation des Hintergrundmagnetfelds dar.“
Es wäre faszinierend, mehr Studien zu diesem Thema zu sehen – und so glücklich die Beobachtung auch war, vielleicht bekommen wir sie ja. Die Forscher stellen fest, dass wir uns im Anfangsstadium dessen befinden, was man als „goldenes Zeitalter“ der Sonnenphysik bezeichnen könnte.
Da die Parker Solar Probe der NASA, BepiColombo der ESA und JAXA sowie der Solar Orbiter der ESA alle in unterschiedlichen Entfernungen um die Sonne kreisen, könnte es nur eine Frage der Zeit sein, bis sich die Sterne – oder in diesem Fall die Raumsonde – ausrichten.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .