Ein Team von Physikern am Caltech hat einen Versuchsapparat entwickelt, um die Funktionsweise von mächtigen Sonneneruptionen besser zu verstehen. Unsere Sonne ist bekanntermaßen ein unberechenbarer Stern, der ständig Plasma- und Partikeleruptionen aussendet und den Raum um sie herum beeinflusst. Die Physiker können mit ihrem Apparat Strukturen erzeugen, die als koronale Schleifen bezeichnet werden. Diese langen Bögen bestehen aus glühendem Plasma und können aus der Sonnenoberfläche ausbrechen.

Künstliche Sonneneruption im Labor

Koronale Schleifen werden oft mit erhöhter Sonnenaktivität in Verbindung gebracht. Der neue Versuchsaufbau besteht aus Gasdüsen, Elektromagneten und Elektroden in einer Vakuumkammer. Ihre Studie veröffentlichten die Forscher im Fachjournal Nature Astronomy.

Die Elektromagneten werden eingeschaltet und erzeugen ein Magnetfeld in der Kammer, woraufhin Gas in den Elektrodenbereich eingespritzt wird. Eine starke elektrische Entladung über die Elektroden ionisiert das Gas und verwandelt es in Plasma, das dann eine Schleife bildet, die durch das Magnetfeld begrenzt wird – eine künstliche Sonneneruption also.

Das Team hat herausgefunden, dass koronale Schleifen wie geflochtene Seile strukturiert sind und dass diese Geflechte für Röntgenausbrüche verantwortlich sind. Wenn die Stromstärke einer Schleife ihre Kapazität übersteigt, entsteht eine korkenzieherähnliche Instabilität. Einzelne Stränge beginnen dann zu reißen. Dieses Reißen erzeugt einen Röntgenausbruch und eine negative Spannungsspitze. Zukünftige Studien sollen dazu beitragen, diesen Prozess weiter zu entschlüsseln und herauszufinden, welche Arten von Ausbrüchen diese Aktivität hervorruft.

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Potenzial für künftige Forschung

Die Arbeit des Forschertrios ist wichtig, weil Sonneneruptionen zu Störungen im Stromnetz führen und Satelliten und Raumfahrzeuge, einschließlich der Navigations- und Kommunikationstechnologie, beeinträchtigen können. Durch die Nachbildung der Flares im Labor können Forschende die kleinen Details untersuchen, die wir nicht direkt von der Sonne aus beobachten können.

Diese Forschung könnte zu besseren Vorhersagen der Sonnenaktivität führen und uns dabei helfen, uns auf die Auswirkungen von Sonneneruptionen auf der Erde vorzubereiten und sie abzuschwächen.

Quelle: „Generation of laboratory nanoflares from multiple braided plasma loops“ (Nature Astronomy, 2023)

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