Die Parker Solar Probe der NASA und die Solar Orbiter-Missionen der ESA messen den gleichen Plasmafluss, der von der Sonne in unterschiedlichen Entfernungen ausströmt. Parker maß zahlreiche magnetische Wellen nahe dem Rand der Korona (der „Alfvén-Oberfläche“), während Solar Orbiter, jenseits der Umlaufbahn der Venus gelegen, beobachtete, dass die Wellen verschwunden waren und ihre Energie zum Erhitzen und Beschleunigen von Plasma genutzt wurde. Bildnachweis: Yeimy Rivera und Samuel Badman. Sonnenbilddaten stammen vom Solar Dynamics Observatory der NASA. Bilder wurden mit der Open-Source-Python-Software SunPy (https://sunpy.org/) erstellt.
Durch die Untersuchung von Daten der Parker Solar Probe der NASA und des Solar Orbiter der ESA entdeckte ein internationales Team von Astrophysikern, dass Alfvén-Wellen den Sonnenwind beschleunigen und erwärmen.
In ihrer Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift WissenschaftDie Gruppe verglich die Daten der beiden Raumsonden, um mehr über die Energiequellen zu erfahren, die den Sonnenwind beeinflussen.
Luca Sorriso-Valvo und Francesco Malara vom CNR – Institute of Plasma Science and Technology, Schweden, und der Universität Kalabrien, Italien, veröffentlichten in derselben Ausgabe der Zeitschrift einen Perspective-Artikel, in dem sie die von der Gruppe durchgeführte Arbeit beschreiben.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich der Sonnenwind, wenn er sich von der Sonnenkorona entfernt, abkühlt, aber auch schneller wird. Frühere Untersuchungen haben auch gezeigt, dass die Abkühlung aufgrund der freien Ausdehnung nicht so schnell erfolgt, wie sie sollte, ein Befund, der auf eine zusätzliche Wärmequelle schließen lässt. Einige Forscher vermuten, dass die Wärmequelle wahrscheinlich von Alfvén-Wellen stammt, einer Art elektromagnetischer Plasmawelle. In dieser neuen Studie fanden Forscher Beweise, die diese Theorie stützen.
Um herauszufinden, ob Alfvén-Wellen für die Beschleunigung und den Wärmebeitrag des Sonnenwinds verantwortlich sind, verglich das Forschungsteam Daten der Parker Solar Probe der NASA und des Solar Orbiter der NASA zu einem geeigneten Zeitpunkt der Ausrichtung während ihrer Reisen.
In diesem Zeitraum traf der Sonnenwind 40 Stunden nach der ersten auf die zweite Sonde, sodass die Forscher die Energieunterschiede messen konnten. Sie entdeckten Alfvén-Wellen mit hoher Amplitude, die den Sonnenwind antreiben und so eine Richtungsänderung erzwingen. Messungen der zweiten Sonde ergaben keine Hinweise auf eine solche Kraft. Sie zeigten auch, dass sich der Sonnenwind erwärmt hatte.
Durch die Berechnung der durch die Alfvén-Wellen verlorenen Energiemenge stellten die Forscher fest, dass diese der Energie entsprach, die zum Aufheizen und Beschleunigen des Sonnenwinds erforderlich war, und zwar in einer Weise, die mit den Beobachtungen der zweiten Sonde übereinstimmte.
Das Forschungsteam geht davon aus, dass ihre Beobachtungen und Berechnungen ein starkes Argument dafür darstellen, dass Alfvén-Wellen ein Treiber für die Beschleunigung und Erwärmung des Sonnenwinds sind.
Weitere Informationen:
Yeimy J. Rivera et al., In-situ-Beobachtungen von Alfvén-Wellen mit großer Amplitude, die den Sonnenwind erhitzen und beschleunigen, Wissenschaft (2024). DOI: 10.1126/science.adk6953
Luca Sorriso-Valvo et al., Interplanetares Rendezvous in einer Sonnenwindströmung, Wissenschaft (2024). DOI: 10.1126/science.adr5854
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Zitat:Daten von Raumsonden zeigen, dass Alfvén-Wellen die Beschleunigung und Erwärmung des Sonnenwinds vorantreiben (2024, 31. August), abgerufen am 31. August 2024 von https://phys.org/news/2024-08-space -probes-alfvn-solar.html
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