In einer neuen Entdeckung haben Forscher eine “herzschlagähnliche” Aktivität in der Sonnenatmosphäre lokalisiert. Laut einer neuen Studie waren die Forscher überrascht, ein Paar Solarfunksignale mit einem einzigen Muster zu finden. Dieses mysteriöse Phänomen, das im symbolischen Herzen unseres Sonnensystems auftritt, könnte Wissenschaftlern helfen, Sonneneruptionen und die physikalischen Prozesse hinter der von ihnen freigesetzten Energie besser zu verstehen. Eine Sonneneruption ist eine gewaltige Explosion auf der Sonne, die auftritt, wenn Energie, die in „verdrehten“ Magnetfeldern (normalerweise über Sonnenflecken) gespeichert ist, plötzlich freigesetzt wird.
Innerhalb von Minuten können sie Material auf viele Millionen Grad erhitzen und einen Strahlungsstoß über das gesamte elektromagnetische Spektrum erzeugen, einschließlich von Radiowellen bis hin zu Röntgen- und Gammastrahlen.
In Ergebnissen, die in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, hat ein internationales Forscherteam berichtet, dass es den Quellort eines Funksignals entdeckt hat, das aus einer Sonneneruption der Klasse C mehr als 5.000 Kilometer über der Sonnenoberfläche stammt.
Wissenschaftler klassifizieren Sonneneruptionen nach ihrer Helligkeit in den Röntgenwellenlängen. Während Eruptionen der X-Klasse große Ereignisse sind, die Stromausfälle auf der ganzen Erde auslösen können, sind Sonneneruptionen der C-Klasse klein und haben nur wenige spürbare Folgen.
Sijie Yu, der korrespondierende Autor der Studie und Astronom, der dem Zentrum für solar-terrestrische Forschung des NJIT angehört, sagte: „Die Entdeckung ist unerwartet.
„Dieses Schlagmuster ist wichtig, um zu verstehen, wie während dieser unglaublich starken Explosionen auf der Sonne Energie freigesetzt und in der Sonnenatmosphäre zerstreut wird.
„Der Ursprung dieser sich wiederholenden Muster, auch quasi-periodische Pulsationen genannt, war jedoch lange Zeit ein Rätsel und Gegenstand von Diskussionen unter Sonnenphysikern.“
Solar Radio Bursts sind intensive Ausbrüche von Radiowellen von der Sonne, die oft mit Sonneneruptionen in Verbindung gebracht werden und bekanntermaßen Signale mit sich wiederholenden Mustern aufweisen.
Durch die Untersuchung der Mikrowellenbeobachtungen eines Sonneneruptionsereignisses am 13. Juli 2017 konnte das Team die Quelle der mysteriösen Mustersignale bestimmen.
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Die Daten der Sonneneruption wurden von einem Radioteleskop namens Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) erfasst, das die Sonne routinemäßig in einem breiten Bereich von Mikrowellenfrequenzen über 1 bis 18 Gigahertz (GHz) beobachtet.
Das Teleskop mit Sitz in Kalifornien, USA, reagiert empfindlich auf Radiostrahlung, die von hochenergetischen Elektronen in der Sonnenatmosphäre emittiert wird, die durch Sonneneruptionen angeregt werden.
Aus EOVSAs Beobachtungen der Flare ergab das Team Funkausbrüche mit einem Signalmuster, das sich alle 10 bis 20 Sekunden „wie ein Herzschlag“ wiederholt, so der Hauptautor der Studie, Yuankun Kou, ein Doktorand an der Nanjing University (NJU).
Das Team entdeckte ein so genanntes starkes quasi-periodisches Pulsationssignal (QPP) an der Basis der elektrischen Stromschicht, das sich über mehr als 25.000 Kilometer durch die Kernregion der Eruption erstreckt.
Dies sind die Regionen, in denen sich entgegengesetzte Magnetfeldlinien annähern, brechen und sich wieder verbinden, wodurch intensive Energie erzeugt wird, die die Fackel antreibt. Aber überraschenderweise entdeckten die Forscher auch einen zweiten Herzschlag in der Flare.
Prof. Kou sagte: „Die sich wiederholenden Muster sind bei solaren Funkstößen nicht ungewöhnlich. Aber interessanterweise gibt es eine sekundäre Quelle, die wir nicht erwartet hatten und die sich entlang der gestreckten Stromschicht befindet und auf ähnliche Weise pulsiert wie die QPP-Hauptquelle.
„Die Signale stammen wahrscheinlich von quasi-repetitiven magnetischen Wiederverbindungen an der Fackelstromschicht. Dies ist das erste Mal, dass ein quasi-periodisches Funksignal, das sich in der Wiederverbindungsregion befindet, detektiert wurde.
„Diese Erkennung kann uns dabei helfen festzustellen, welche der beiden Quellen die andere verursacht hat.“