Solar Orbiter: Eine Sonneneruption ist wie eine Schneelawine
Ein Forschungsteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) hat erkannt, dass sich Sonneneruptionen ähnlich wie Schneelawinen verhalten. Letztere werden von kleinen Mengen Schnee ausgelöst und nehmen schnell an Heftigkeit zu. Bei Sonneneruptionen sind schwache Störungen der Auslöser.
Auf der Sonne erzeugt dieser sich rasch entwickelnde Prozess eine Art Himmel aus herabfallenden Plasmatropfen, die auch nach dem Abklingen der Eruption weiterfallen. Möglich wurde diese Entdeckung durch eine Sonnenannäherung der europäischen Raumsonde Solar Orbiter am 30. September 2024.
Was sind Sonneneruptionen?
Sonneneruptionen sind gewaltige Explosionen auf der Sonne. Sie entstehen, wenn die in verflochtenen Magnetfeldern gespeicherte Energie durch einen als Rekonnektion bezeichneten Prozess plötzlich freigesetzt wird.
Innerhalb weniger Minuten brechen zunächst die sich in entgegengesetzter Richtung kreuzenden Magnetfeldlinien , verbinden sich dann aber wieder. Die neu verbundenen Feldlinien können sich schnell erhitzen und Plasma mit Millionen Grad Temperatur sowie sogar hochenergetische Teilchen vom Ort der Rekonnektion weg beschleunigen. Dadurch können Sonneneruptionen entstehen, und die stärksten Flares – plötzliche, intensive Energie- und Strahlungsausbrüche, die durch sich neu ordnende Magnetfelder auf der Sonne verursacht werden – können eine Kettenreaktion auslösen, die zu geomagnetischen Stürmen auf der Erde führen.
Beobachtung mit vier Instrumenten des Solar Orbiters
Wie diese enorme Energiemenge so schnell freigesetzt werden kann, ist weiterhin ein Rätsel. Doch mithilfe der hochauflösenden Bilder vom Solar Orbiter und seiner EUI-Kamera für extremes ultraviolettes Licht konnte das Forschungsteam auf Merkmale mit einem Durchmesser von wenigen Hundert Kilometern in der äußeren Sonnenatmosphäre (Korona) hereinzoomen.
Während der 40-minütigen Annäherung wurde alle zwei Sekunden eine Veränderung dieser Oberfläche erfasst. Weitere Analysen folgten mit den drei Instrumenten Spice, Stix und PHI. Mit diesen konnten Tiefen und Temperaturregimen analysiert werden, die von der Korona bis hinunter zur sichtbaren Oberfläche der Sonne (Photosphäre) reichten.
Der Ablauf der beobachteten Sonneneruption
Bereits früher hatten einige Wissenschaftler ein einfaches Lawinenmodell vorgeschlagen, um das kollektive Verhalten von Hunderttausenden von Flares auf der Sonne und anderen Sternen zu erklären. Jedoch war unklar, ob ein einzelnes großes Flare durch eine Lawine beschrieben werden kann.
Doch das Ereignis vom 30. September 2024 zeigt, dass ein Flare nicht unbedingt eine einzelne zusammenhängende Eruption ist. Stattdessen kann er eine Kaskade von miteinander interagierenden Rekonnektionsereignissen sein.
Zu Beginn der Beobachtung stieg die Emission vom ultravioletten bis zum Röntgenbereich langsam an, doch während der Sonneneruption selbst stieg die Röntgenstrahlung so drastisch an, dass die Teilchen auf 40 bis 50 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurden. Das entspricht ungefähr 431 bis 540 Millionen km/h.
Zeitgleich wurde Energie vom Magnetfeld auf das umgebende Plasma übertragen. Bandartige Strukturen bewegten sich "extrem schnell durch die Sonnenatmosphäre, noch bevor die Hauptphase der Sonneneruption einsetzte" , teilt Pradeep Chitta vom MPS mit. "Diese Ströme von 'regnenden Plasmablasen' sind Anzeichen für Energieabgabe, die im Verlauf der Sonneneruption immer stärker werden."
Die Schlussphase der Sonneneruption
Nach der Hauptphase der Sonneneruption entspannte sich die ursprüngliche Kreuzform der Magnetfeldlinien und das Plasma kühlte sich ab. Die Partikelemission ging langsam auf ein normales Niveau zurück. Auf der sichtbaren Oberfläche der Sonne zeigten sich Spuren der Sonneneruption.
Die Studienergebnisse wurden am 21. Januar 2026 in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht: A magnetic avalanche as the central engine powering a solar flare(öffnet im neuen Fenster) (Eine magnetische Lawine als zentrale Kraftquelle einer Sonneneruption).