Wissenschaftler nehmen schärfste Bilder der Sonne auf und enthüllen nie zuvor gesehene Plasmawirbel

Schärfste Bilder, die je aufgenommen wurden

Das Daniel-K.-Inouye-Sonnenteleskop, das auf dem Vulkan Haleakalā auf der hawaiianischen Insel Maui thront, hat die detailliertesten Bilder der Sonnenoberfläche geliefert, die je aufgezeichnet wurden. Das Teleskop, das mit einem Hauptspiegel von vier Metern Durchmesser ausgestattet ist, löste Strukturen von nur 20 Kilometern Größe auf – eine Leistung, die vergleichbar ist mit dem Erkennen einer Euromünze aus 180 Kilometern Entfernung. Die Ergebnisse wurden am 5. August 2026 in der Fachzeitschrift Nature unter dem Titel „Ubiquitous Kelvin-Helmholtz instabilities driving plasma mixing on the Sun“ veröffentlicht.

Die Bilder wurden ursprünglich Anfang 2020 als Test zur Auslotung der Grenzen des Teleskops aufgenommen. Erst als die Forscher die Ergebnisse untersuchten, wurde ihnen klar, dass sie die helle äußere Hülle der Sonne, die Photosphäre, in einer noch nie dagewesenen Auflösung fotografiert hatten. Der sichtbare Teil der Sonne umfasste etwa 5.000 mal 3.500 Kilometer.

Nie zuvor gesehene Plasmawirbel

Auf der gesamten Oberfläche beobachtete das Team wirbelnde, federartige Muster von Plasmawirbeln mit einem Durchmesser von 500 bis 2.000 Kilometern. Diese Strukturen werden als Anzeichen der Kelvin-Helmholtz-Instabilität gedeutet, einem bekannten Phänomen der Fluiddynamik, das auftritt, wenn Flüssigkeitsschichten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aneinander vorbeiströmen und dabei Störungen erzeugen, die zu Wirbeln anwachsen. Der Effekt wurde auf der Erde und auf Planeten wie Jupiter und Saturn beobachtet, aber auf der Sonnenoberfläche war er auf diesem Niveau noch nie gesehen worden.

„Es wurde noch nie auf diesem Niveau auf der Sonnenoberfläche beobachtet.“

Die Sonnenphysikerin Ruizhu Chen von der Stanford University, die nicht an der Forschung beteiligt war, verglich die Muster mit Kunst.

„Das erinnert mich an berühmte Gemälde, wie die wirbelnden Himmel in Van Goghs Sternennacht.“

Ein Hinweis auf das Rätsel der Korona-Aufheizung

Die Entdeckung könnte helfen, eines der am längsten bestehenden Rätsel der Sonnenphysik zu erklären: Warum die Korona der Sonne, ihre äußerste Atmosphärenschicht, Temperaturen in Millionenhöhe erreicht, während die Oberfläche selbst bei etwa 5.500 bis 6.000 Grad liegt. David Kuridze, Astronom am National Solar Observatory in Boulder, Colorado, und Hauptautor der Studie, sagte, die Instabilität könnte der Mechanismus sein, der Energie auf kleinere Skalen überträgt, wo sie als Wärme abgeführt wird.

„Dies könnte das größte Rätsel der letzten fünfzig Jahre für die Sonnenphysik und Astrophysik lösen. Wenn diese Instabilität im System auftritt, kann sich Energie sehr leicht auf kleinere Skalen ausbreiten. Und irgendwann wird sie einfach als Wärme abgeführt. Dies könnte heiße Koronas, heiße äußere Atmosphären sowohl auf der Sonne als auch auf ähnlichen Sternen erzeugen.“

Thomas Rimmele vom National Solar Observatory unterstrich die Bedeutung und merkte an, dass die Kelvin-Helmholtz-Instabilität wahrscheinlich ein Mechanismus ist, der zur Aufheizung der äußeren Sonnenatmosphäre beiträgt und Teil der Lösung dafür ist, warum Sterne eine millionengrad heiße Korona haben.

Auswirkungen auf das Weltraumwetter

Die Wirbel könnten auch Licht darauf werfen, wie die Sonne Energie in ihrem Magnetfeld speichert und freisetzt. Nach der aktuellen Theorie speichert die Sonne Energie, wenn Magnetfeldlinien sich verdrehen, ähnlich wie eine mechanische Feder, und gibt sie plötzlich durch magnetische Wiederverbindung frei. Die neu beobachteten Wirbel, die offenbar ständig dort entstehen, wo das Magnetfeld ausreichend stark ist, könnten die treibende Kraft hinter dieser Verdrehung sein.

David Boboltz, stellvertretender Direktor des Inouye-Teleskops am National Solar Observatory, beschrieb die Bedeutung des Ergebnisses.

„Es ist ein Durchbruch in unserem Verständnis der Dynamik und Entwicklung von solarem und stellarem Plasma.“

Das Forschungsteam umfasste Wissenschaftler des NSF National Solar Observatory in den Vereinigten Staaten, des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Deutschland, des High Altitude Observatory in den Vereinigten Staaten sowie Forscher aus Südkorea.

Wissenschaftler hoffen, dass die Erkenntnisse die Modelle zur Vorhersage des Weltraumwetters verbessern werden, einschließlich koronaler Massenauswürfe, die Energie in Richtung Erde schleudern und möglicherweise GPS-Kommunikation, Satelliten und Stromnetze stören sowie farbenprächtige Polarlichter erzeugen können.