Im Labor mit Laser und Folie nachgebildete Sonneneruption

Forscher in China bestrahlten Aluminiumfolie mit leistungsstarken Lasern, um die Prozesse nachzubilden.

magnetische Wiederverbindung auf der Sonne. Die Ergebnisse der Experimente stimmen mit Beobachtungen von Sonnenobservatorien überein und sagen das Verhalten von Elektronen voraus, das die Parker-Sonde der NASA untersuchen sollte.

Sonneneruptionen sind intensive EmissionenEnergie auf der Oberfläche der Sonne, verursacht durch magnetische Rekonnektion. Während dieses Prozesses treffen zwei entgegengesetzt ausgerichtete Magnetfelder im Plasma aufeinander, und die Magnetlinien verbinden sich wieder, erzeugen die kinetische und thermische Energie des Plasmas und senden geladene Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit in den Weltraum.

Schema der magnetischen Wiederverbindung. Bild: ChamouJacoN, gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Zurück im Jahr 2010, Physiker der Chinesischen AkademieSciences, der Peking-Universität und der Shanghai-Universität haben die magnetische Wiederverbindung unter Verwendung von zwei leistungsstarken Lasern nachgebildet, um Aluminiumfolie anzuregen und Plasmablasen auf ihrer Oberfläche zu erzeugen. Als sich die Plasmablasen ausdehnten, kollidierten die ringförmigen Magnetfelder miteinander und es wurde eine magnetische Wiederverbindung beobachtet.

In der neuen Arbeit haben sich die Wissenschaftler verbessertein Experiment, um die Laborbedingungen mit realen komplexen Prozessen auf der Sonne in Einklang zu bringen. Dazu skalierten die Forscher wichtige Parameter und verdoppelten die Anzahl der Laser. Als Ergebnis der Simulation konnten die Forscher die komplexen Prozesse solarer Turbulenzen nachbilden. 

Flare und koronaler Massenauswurf auf der Sonne. Bild: NASA/SDO/Goddard

Die aus dem Experiment erhaltenen Ergebnisse sindstimmen vollständig mit bekannten Daten über Sonneneruptionen überein, die von verschiedenen Observatorien gesammelt wurden. Die Wissenschaftler haben auch gemessen, wie energiereich die Elektronen im Plasma waren und wie sie während des Flares beschleunigt wurden. 

Ähnliche reale Studiesoll von der 2018 von der NASA gestarteten Sonnensonde Parker getragen werden. Um Experimente durchführen zu können, muss es bis 2024 eine Umlaufbahn mit einem Perihel von 6,2 Millionen Kilometern erreichen. 

Künstlerische Darstellung der Parker-Sonde mit der Sonne im Hintergrund. Bild: NASA

Chinesische Forscher stellen fest, dass die MöglichkeitDie Nachbildung der physikalischen Prozesse im Labor wird dazu beitragen, robustere Modelle zu erstellen und besser vorhersagen zu können, wann und wo eine magnetische Wiederverbindung auftritt.

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Titelbild: NASA/SDO/AIA