Wir haben ein Rätsel in den Händen. Die Sonne hat eine dünne, aber ausgedehnte Atmosphäre, die als Korona bezeichnet wird. Und diese Korona hat eine Temperatur von wenigen Million Kelvin.
Wie hat die Korona eine so höhere Temperatur als die Oberfläche?
Wie ich schon sagte, ein Rätsel.
Eine Corona, heiß, bitte
So seltsam es auch ist, Sie würden die Hitze der Korona nicht spüren, wenn Sie durch sie schwimmen würden. Es ist nicht nur dünn, sondern unglaublich dünn und registriert nur ein Billionstel der Dichte der Sonnenoberfläche. Es ist so dünn, dass es trotz seiner hohen Temperatur, was bedeutet, dass die kleinen Partikel, aus denen die Korona besteht, mit unglaublicher Geschwindigkeit herumflitzen, überhaupt nur so wenige Partikel gibt, dass sie Sie kaum jemals treffen würden - und Sie würden sich nicht einmal registrieren die sengenden hohen Erhitzungen.
(Um ganz klar zu sein, Ihre Nähe zur Oberfläche der Sonne selbst würde Sie sicherlich trotzdem zum Schmelzen bringen, aber es wäre nicht die Schuld der Korona.)
Die Korona selbst ist enorm groß, erstreckt sich über Millionen von Kilometern und verdoppelt den Radius der Sonne über ihre sichtbare Haut hinaus. Aber auch hier ist es schwer zu sehen, weil es so dünn ist. Nur während der totalen Sonnenfinsternisse, wenn der Mondkörper die Sonnenscheibe perfekt verbirgt, erscheint die Korona in ihrer ganzen Pracht und leuchtet mit Licht von der Sonnenoberfläche, das von den winzigen Partikeln reflektiert wird, aus denen die Atmosphäre besteht.
Eine detaillierte Untersuchung der Korona zeigt sehr eigenartige Strukturen. Dünne, wuschelige Filamente, lange, dünne Schleifen und Wirbel, die Fingerabdrücken ähneln, tanzen durch die Sonnenatmosphäre. Es ist also ganz offensichtlich ein sehr aktiver und komplizierter Ort, der einen Hinweis auf seine höllisch hohe Temperatur geben könnte.
Ultimative Kraft
Es gibt nur eine Energiequelle in der Sonne, und das ist Atomkraft. In dem tiefen, dichten, heißen Kern (ironischerweise der einzige Ort, der die Temperaturen der Korona übertrifft) überwältigen die unglaublichen Drücke die natürliche Abstoßung von Wasserstoff und verschmelzen sie zu Helium. Die Umwandlung hinterlässt ein wenig Masse und setzt somit ein wenig Energie frei.
Jede einzelne Reaktion gibt nur ein kleines bisschen Energie ab. Wenn Sie diesen Vorgang jedoch unzählige Male wiederholen, erhalten Sie eine fantastische, langlebige und leistungsstarke Energiequelle, die Milliarden von Jahren lang das gesamte Licht für das gesamte Sonnensystem liefert.
Und da es die einzige Stromquelle ist, wird die Korona irgendwie erwärmt.
Es ist nicht schwer vorstellbar, warum die Oberfläche der Sonne, die als Photosphäre bezeichnet wird, so viel kühler ist als der innerste Kern. Schließlich ist diese Oberfläche dem harten, kalten, kühlen Vakuum des Weltraums ausgesetzt und durch hunderttausende Kilometer dickes, suppiges Plasma vom wärmenden Kern getrennt.
Aber diese Oberfläche ist aktiv, vielleicht sogar mehr als die turbulente Korona darüber. Granulate, Sonnenflecken, Fackeln, Massenauswürfe und mehr sprudeln aus dem chaotischen Äußeren der Sonne. Vielleicht verbirgt sich in diesem aufgewühlten Inferno der Oberfläche die rätselhafte Quelle der hohen Temperatur der Korona.
Den Twist machen
Wir haben also eine relativ kühle, aber unglaublich aktive Sonnenoberfläche unter der extrem heißen Korona, und wir brauchen etwas, um diese Aktivität zu verbinden und in Wärme umzuwandeln. Glücklicherweise ist die Sonne eine riesige Plasmakugel, was bedeutet, dass es sich um eine Mischung geladener Teilchen handelt, die sich schnell bewegen. Und geladene Teilchen, die sich schnell bewegen, können wirklich sehr gut Magnetfelder erzeugen.
Und Magnetfelder wiederum sind wirklich sehr, sehr gut darin, Aktivität in Wärme umzuwandeln.
Es wird seit langem vermutet, dass starke Magnetfelder eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der Korona spielen, was die Parker-Sonnensonde genauer untersuchen sollte. In einem kürzlich erschienenen Artikel haben Forscher, die Daten des Solar Dynamics Observatory verwenden, zwei weitere Mechanismen entdeckt, um die Korona mit Magnetfeldern zu erwärmen.
Manchmal wickeln sich die Magnetfelder um sich selbst und bilden einen Tunnel (unter dem coolen Science-Fiction-Namen von Flussmittelröhren). Diese Tunnel dienen als Leitungen für noch mehr magnetische Energie in Form von Stößen und Wellen, die sich von Ort zu Ort bewegen… wie von der Oberfläche zur Korona.
Manchmal können sich diese Felder sogar so eng untereinander verdrehen, dass sie buchstäblich wie ein überdehntes Gummiband brechen und all diese aufgestaute Energie in einem einzigen Blitz freisetzen, der als magnetisches Wiederverbindungsereignis bekannt ist.
Wenn diese Flussröhren und Wiederverbindungsereignisse häufig genug auftreten und genügend Energie liefern, können sie die Korona mit mehr als genug Wärme versorgen, um sie aufrechtzuerhalten. Dies ist immer noch eine offene Frage, aber mit mehr Beobachtungen und harter Arbeit könnten wir bald ein klares, detailliertes Bild des eigentümlichen Sonnenpuzzles haben.
Lesen Sie mehr: "Über die schnelle erzwungene Wiederverbindung in der Sonnenkorona wegen ihrer lokalisierten Erwärmung"
