Sonnenphysik: Neuer Blick auf altes Rätsel
Dr. Lakshmi Pradeep Chitta vom MPS erhält Nachwuchspreis der Europäischen Physikalischen Gesellschaft.
Die Europäische Physikalische Gesellschaft ehrt Dr. Lakshmi Pradeep Chitta vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) mit dem diesjährigen Early Career Researcher Prize der European Solar Physics Division (ESPD). Die ESPD würdigt damit Chittas neuen Blick auf Prozesse, die einen Austausch von Energie und Masse zwischen der sichtbaren Oberfläche der Sonne und ihrer Atmosphäre ermöglichen. Seine Forschungsergebnisse könnten helfen, den riesigen Temperaturunterschied zwischen beiden Regionen zu erklären.
Unseren Zentralstern umgibt eine wabernde, hoch dynamische Schicht aus heißem, ionisiertem Gas – und mit ihr ein Geheimnis: Wie ist es möglich, dass die Sonnenatmosphäre, genannt Korona, mit Temperaturen von mehr als einer Million Grad dramatisch heißer ist als die darunter gelegene, sichtbare Oberfläche der Sonne? Dort, deutlich näher am hitzespendenden Kern, werden gerade einmal 5500 Grad gemessen. Wie gelangt Energie aus den äußeren Schichten der Sonne in die Korona und heizt sie auf?
Theorien dazu und Ansätze, diese Frage zu beantworten, gibt es seit Langem; eine stimmige Erklärung für die beobachteten Phänomene nicht. In den vergangenen vier Jahren hat Dr. Lakshmi Pradeep Chitta Schwung in die Diskussion gebracht – mit neuen Untersuchungen so genannter koronaler Bögen, gewaltige bogenförmige Plasmaströme, die bis zu 100.000 Kilometer in die Korona hineinragen.
„Koronale Bögen nehmen ihren Ursprung an der Oberfläche der Sonne. Sie sind somit eine Art Bindeglied zwischen der kühlen Oberfläche und der heißen Atmosphäre“, so Chitta. An ihren Entstehungsorten entdeckte Chitta kleinskalige Regionen entgegengesetzter magnetischer Polarität: magnetisch positive Bereiche treten in direkter Nachbarschaft zu magnetisch negativen auf. Bisher hatten Forscherinnen und Forscher angenommen, dass allein Gebiete mit einheitlicher magnetischer Polarität koronale Bögen hervorbringen.
Daten des ballongetragenen Sonnenobservatoriums Sunrise, die Chitta auswertete, zeichnen nun ein genaueres Bild. Bei seinem Zweitflug 2013 beobachtete das Observatorium mehrere Tage lang die Magnetfelder an der Sonnenoberfläche und konnte so erstmals Strukturen von nur 50 Kilometern Größe sichtbar machen. Kombiniert mit Bildern der darüber angrenzenden Korona, aufgenommen von der NASA-Raumsonde Solar Dynamics Observatory, gelang Chitta ein frischer Blick die äußere Hülle unseres Sterns.
„Diese Entdeckung macht ein Umdenken erforderlich. Völlig neue Prozesse kommen nun als Kandidaten für die Korona-Aufheizung in Frage“, so Prof. Dr. Sami K. Solanki, Direktor am MPS. Chitta konnte unter anderem zeigen, dass sich die magnetischen Flüsse am Fuße der koronalen Bögen zum Teil gegenseitig aufheben. Dies legt nahe, dass Umbauprozesse im Magnetfeld große Energiemengen an der Sonnenoberfläche freisetzen können – und möglicherweise so der Atmosphäre unseres Sterns einheizen.
Lakshmi Pradeep Chitta hat an der Acharya Nagarjuna Universität und der Universität von Hyderabad in Indien Physik studiert. Bereits in seiner Doktorarbeit, die er am Indian Institut für Astrophysik in Bangalore und zum Teil am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in den USA anfertigte, wandte er sich kleinen magnetischen Strukturen in der Sonnenatmosphäre zu. Seit 2015 forscht Chitta am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, zeitweise als Marie Sk?odowska-Curie Postdoctoral Fellow (grant agreement No. 707837).
Die Europäische Physikalische Gesellschaft ist ein Zusammenschluss 42 nationaler physikalischer Gesellschaften. In der sogenannten European Solar Physics Division (ESPD) sind die europäischen Sonnenphysikerinnen und Sonnenphysiker organisiert. Der Early Career Researcher Prize der ESPD wird jedes Jahr an eine Person verliehen, die noch am Anfang ihrer wissenschaftlichen Laufbahn steht, aber bereits maßgeblich zum Forschungsfeld beigetragen hat.
