Koronale Schleifen, gut definierte heiße Plasmastränge, die sich in die Sonnenatmosphäre wölben, sind ikonisch für die Bilder der Sonne. Aber viele der vermeintlichen koronalen Schleifen, die wir sehen, sind möglicherweise überhaupt nicht vorhanden.
Einige koronale Schleifen könnten eine Illusion sein, die durch „Falten“ mit größerer Dichte in einem Plasmavorhang, dem sogenannten koronalen Schleier, erzeugt wird, schlagen Forscher am 2. März vor Astrophysikalische Zeitschrift. Wenn dies zutrifft, könnte die Entdeckung, die durch unerwartete Plasmastrukturen ausgelöst wurde, die in Computersimulationen der Sonnenatmosphäre zu sehen sind, die Art und Weise verändern, wie Wissenschaftler einige Eigenschaften unseres Sterns messen.
„Es ist irgendwie inspirierend, diese detaillierten Strukturen zu sehen“, sagt Markus Aschwanden, ein Astrophysiker am Solar & Astrophysics Lab von Lockheed Martin in Palo Alto, Kalifornien, der nicht an der Studie beteiligt war. „Sie sind so anders, als wir erwartet hatten.“
Erst in den letzten Jahren (SN: 19.12.17). Koronale Schleifen wurden verwendet, um viele Eigenschaften der Korona zu messen, einschließlich Temperatur und Dichte, und sie könnten der Schlüssel sein, um herauszufinden, warum die Atmosphäre der Sonne so viel heißer ist als ihre Oberfläche (SN: 20.08.17). Aber Astronomen haben sich lange gefragt, wie die Schleifen so geordnet erscheinen können, wenn sie ihren Ursprung in der turbulenten Oberfläche der Sonne haben (SN: 17.08.17).
Daher versuchten die Sonnenphysikerin Anna Malanuschenko und ihre Kollegen, einzelne koronale Schleifen in 3-D-Computersimulationen zu isolieren, die ursprünglich entwickelt wurden, um den Lebenszyklus einer Sonneneruption zu simulieren. Das Team erwartete sauber ausgerichtete Plasmastränge, da Koronalschleifen sich anscheinend am Magnetfeld der Sonne ausrichten, wie Metallspäne um einen Stabmagneten.
Stattdessen erschien das Plasma als eine vorhangartige Struktur, die sich aus der Sonnenoberfläche windet und sich wie ein zerknittertes Blatt in sich selbst zusammenfaltet. In der Simulation entpuppten sich viele der vermeintlichen Koronalschleifen als keine realen Objekte. Es gab zwar Strukturen entlang der Magnetfelder, aber sie waren weder dünn noch kompakt wie erwartet. Sie ähnelten eher Rauchwolken. Als das Team den Standpunkt änderte, aus dem es diese Falten im Schleier in der Simulation betrachtete, änderten sich ihre Form und Ausrichtung. Und aus bestimmten Blickwinkeln ähnelten die Falten koronalen Schleifen.
Die Beobachtungen waren überwältigend, sagt Malanushenko vom National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado. „Der traditionelle Gedanke war, dass, wenn wir diese gewölbte koronale Schleife sehen, es einen gartenschlauchähnlichen Plasmastrang gibt.“ Die Struktur in der Simulation war viel komplexer und zeigte komplizierte Grenzen und eine unregelmäßige Struktur.
Dennoch sind nicht alle koronalen Schleifen notwendigerweise Illusionen innerhalb eines koronalen Schleiers. „Wir wissen nicht, welche echt sind und welche nicht“, sagt Malanuschenko. „Und wir müssen unbedingt in der Lage sein, die Sonnenatmosphäre zu untersuchen.“
Es ist auch nicht klar, wie sich der angebliche Koronalschleier auf frühere Analysen der Sonnenatmosphäre auswirken könnte. „Einerseits ist das deprimierend“, sagt Malanuschenko über die Art und Weise, wie die neuen Erkenntnisse bisherige Erkenntnisse in Frage stellen. Auf der anderen Seite findet sie die Ungewissheit spannend. Astronomen müssen einen Weg finden, um den Schleier zu beobachten und seine Existenz zu bestätigen. „Wann immer wir neue Methoden entwickeln, öffnen wir die Tür für neues Wissen.“