Big Red Ball: US-Forscher simulieren Sonnenwind im Labor

Der Sonnenwind, ein kontinuierlicher Strom geladener Teilchen, beinflusst das gesamte Sonnensystem. Vieles daran ist jedoch noch nicht verstanden. Forscher in den USA haben sich eine kleine Sonne gebaut, um die Vorgänge in unserem Zentralgestirn zu simulieren.

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Sonnensimulator Big Red Ball
Sonnensimulator Big Red Ball (Bild: Jeff Miller/University of Wisconsin-Madison)

Sie bringen als Polarlichter den ganzen Himmel zum Leuchten, treiben Raumschiffe an, können auch Satelliten empfindlich stören: die geladenen Teilchen, die die Sonne in einem kontinuierlichen Strom ins Weltall emittiert. US-Forscher haben im Labor eine kleine Sonne gebaut, um den Sonnenwind zu erforschen.

Die Sonne von Ethan Peterson und seinen Kollegen an der University of Wisconsin in Madison heißt Big Red Ball und ist eine drei Meter große Hohlkugel, in deren Zentrum sich ein starker Magnet befindet. Dort hinein leiteten die Forscher Heliumgas, das sie mit elektrischem Strom ionisierten, sodass ein Plasma entstand. Mit Starkstrom erzeugten sie dann ein elektrisches Feld. Zusammen mit dem Magnetfeld versetzten sie das Plasma in Rotation und simulierten so das rotierende Plasma und die elektromagnetischen Felder der Sonne.

Unter anderem beobachteten sie kleine Plasmaausbrüche. Wenn sich das Plasma schnell genug bewegte und das Magnetfeld zu schwach war, um es zu halten, wurde das Plasma radial ausgeworfen. Diese Ausbrüche sollen die langsamen Sonnenwinde auslösen. Diese Ausbrüche seien von Satelliten beobachtet worden, sagte Peterson. Aber es sei unbekannt, was sie antreibe.

Daneben konnten die Forscher, indem sie die Stärke des elektrischen und magnetischen Feldes veränderten, verschiedene Phänomene nachbilden, darunter die Parker-Spirale. "Unsere experimentellen Messungen bestätigen Parkers Theorie darüber, wie sie durch diese Plasmaströme erzeugt wird", sagte Peterson. Ihre Arbeit zeige, dass es möglich sei, mit Laborexperimenten der grundlegenden Physik dieser Prozesse auf die Spur zu kommen. Ihre Ergebnisse haben die Forscher in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht.

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