Forschende haben künstliche Sonneneruption im Labor vollbracht

Die Sonne ist regelmäßig starken Sonneneruptionen ausgesetzt, die zwar sehr weit von der Erde entfernt sind, aber manchmal das Magnetfeld und die Atmosphäre des blauen Planeten stören können.

Eine Mikro-Plasma-Schleife

Um mehr über diesen Mechanismus zu erfahren, der in einigen Fällen unsere Kommunikation gestört und in noch selteneren Fällen die stratosphärische Schicht unserer Atmosphäre reduziert haben könnte, haben Wissenschaftler:innen versucht, dieses physikalische Phänomen nachzubilden.

In kleinerem Maßstab zwar, und glücklicherweise ist die Kraft dieser Stürme so stark, dass sie die Erde leicht wegblasen könnten. Die Forschenden haben daher eine Mini-Sonneneruption in der Größe einer Tupperdose nachgebildet.

Die harte Röntgenstrahlung von Sonnenstürmen aufspüren

Dazu benutzten sie ein Gerät, das starke elektrische Ladungen in seilförmige Plasmaschleifen umwandeln sollte, die den von erdgebundenen Teleskopen beobachteten Strahlen aus ionisiertem Material ähneln.

Yang Zhang, ein Physiker, der der renommierten kalifornischen Caltech University angehört, sagt in einer Pressemitteilung: "Sonnenbeobachtungen erkennen energiereiche Teilchen und harte Röntgenstrahlen, können aber den Erzeugungsmechanismus nicht aufdecken, da die Beschleunigung der Teilchen auf einer Skala stattfindet, die kleiner ist als die Auflösung der Beobachtung."

Mysterium der Energieteilchen

So bleibt "die Erzeugung der energiereichen Teilchen und der harten Röntgenstrahlen ein Rätsel". Daher musste ein Modell der Sonneneruption produziert werden, um diese weiter zu analysieren. "Wir präsentieren hier die Beobachtungen eines Laborexperiments, das die Physik der solaren Koronalschleife simuliert", fährt Yang Zhang fort.

Um ein solches Experiment durchzuführen, entwickelte der Physiker Paul Bellan, der ebenfalls von der Caltech University stammt, ein Versuchsgerät, das die berühmten koronalen Schleifen nachbilden sollte, die man manchmal auf der Oberfläche unseres Sterns beobachten kann.

Eine erfolgreiche Operation

Diese Bögen aus flammend rotem Plasma werden normalerweise mit einer erhöhten Aktivität der Sonne in Verbindung gebracht. Die Sonne ist derzeit aufgrund ihres Zykluswechsels, der etwa alle 11 Jahre stattfindet, sehr aktiv.

Die von den Physiker:innen in kleinem Maßstab erzeugten koronalen Schleifen dauerten nur etwa zehn Mikrosekunden. Sie waren 20 cm lang und hatten einen Durchmesser von 1 cm. Die für die Beobachtung zuständigen Kameras nahmen die Bilder in Zeitlupe auf, was es den Forschern ermöglichte, die Entstehung der Struktur im Detail zu analysieren.

Zhang,der die Ergebnisse des Experiments wiedergab, erklärt: "Wenn man ein Stück Seil seziert, stellt man fest, dass es aus Geflechten einzelner Stränge besteht; wenn man diese einzelnen Stränge trennt, stellt man fest, dass sie aus Geflechten noch kleinerer Stränge bestehen, und so weiter."

Verwendete Quelle:

LiveScience: Solar flares created in the lab for 1st time

Nature Astronomy: Generation of laboratory nanoflares from multiple braided plasma loops

Aus dem Französischen übersetzt von Gentside Frankreich