Projekte und Missionen

Die PLATO-Weltraummission hat zum Ziel, terrestrische Exoplaneten zu suchen und zu charakterisieren, einschließlich solcher in den habitablen Zonen sonnenähnlicher Sterne. Diese Mission wird eine enorme Menge an Daten über Planetensysteme erzeugen. Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen leitet die Entwicklung und den Betrieb des PLATO-Datenzentrums (PDC), das die Kalibrierung und Validierung der PLATO-Beobachtungen am Boden unterstützen und hochwertige wissenschaftliche Datenprodukte erzeugen wird.
Programm: ESA Cosmic Vision (M3).

Das Photospheric Magnetic Imager (PMI) wurde als zentrales Instrument für die Vigil-Mission der ESA ausgewählt, eine operationelle Komponente des Space Safety-Programms der Agentur, das der Weltraumwetterüberwachung gewidmet ist.
Ähnlich wie das PHI-Instrument an Bord der Solar Orbiter-Mission wird PMI Vektorkarten des photosphärischen Magnetfeldes der Sonne erzeugen. Aufgrund des operationellen Charakters von Vigil liegt ein besonderer Schwerpunkt auf der Entwicklung einer zuverlässigen, latenzarmen On-Board-Verarbeitungspipeline für die PMI-Daten.
Programm: ESA: VIGIL

Trotz jahrzehntelanger Forschung bleiben zentrale Fragen zum magnetischen Zyklus der Sonne, ihrer heißen Atmosphäre und den inneren Dynamiken ungelöst, vor allem, weil die interne und externe Sonnenphysik bisher getrennt betrachtet wurden. Das Whole-Sun-Projekt hat das Ziel, interne und externe Sonnenphysik zu verbinden, um zu verstehen, wie Magnetfelder, Konvektion und Rotation die Dynamik der Sonne prägen. Durch fortgeschrittene Simulationen und Exascale-Computing soll das Projekt ein einheitliches Modell unserer Sonne entwickeln und dieses Verständnis auf sonnenähnliche Sterne übertragen. Programm: ERC-Synergy Grant

Das Inertial-Mode-Projekt präsentiert bahnbrechende Beobachtungen der Trägheitsmoden der Sonne, einer Klasse toroidaler Oszillationen, die durch die Corioliskraft angetrieben werden. Durch den Vergleich mit theoretischen Modellen konnten wir diese spezifischen Moden erfolgreich identifizieren, darunter hochbreitige und kritisch-breitige Trägheitsmoden sowie äquatoriale Rossby-Moden. Diese wegweisende Arbeit auf dem Gebiet der Helioseismologie der Trägheitsmoden ermöglicht es, entscheidende Eigenschaften wie die Superadiabatizität und die turbulente Viskosität in der tiefen Konvektionszone der Sonne einzugrenzen.

Das „Butterfly“-Projekt, in Zusammenarbeit mit der Makutu-Gruppe (Inria), zielt darauf ab, das magnetische „Schmetterlingsdiagramm“ der Sonne auf andere Sterne zu übertragen. Es entwickelt computergestützte Werkzeuge, um die stellare magnetische Aktivität aus Lichtkurven zu kartieren, deren Variationen auch seismische Signale enthalten.
Durch fortgeschrittene Simulationen wird das Projekt ableiten, wie diese magnetischen Strukturen in Breite auf sonnenähnlichen Sternen verteilt sind.
Programm: Dieses Projekt wird sowohl von der Französischen Nationalen Forschungsagentur (ANR) als auch von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

 

Auf der Grundlage von mehr als zwei Jahrzehnten an Daten zu solaren Oszillationen zielt das Projekt darauf ab, interne Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Sonne zu kartieren. Mithilfe von helioseismischer Holographie und anderen inversen Methoden sollen diese Analysen neue Einblicke in den elfjährigen Magnetzyklus der Sonne ermöglichen und die Vorhersage des Weltraumwetters verbessern.

Das Deutsche Datenzentrum für das Solar Dynamics Observatory (GDC-SDO) verwaltet ein enormes Datenvolumen. Dies ist ein langfristiges Vorhaben, das am 1. August 2007 begann. Das GDC-SDO wird am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung betrieben. Die Daten werden vor allem genutzt, um mehr über die magnetische Aktivität der Sonne zu erfahren, und sie werden vom Joint Science Operations Center (JSOC) bereitgestellt, das seinen Sitz an der Stanford University in den USA hat.
Programm: Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterstützt den Betrieb dieses Zentrums.

Solar Orbiter ist eine Hochauflösungsmission zur Sonne und zur inneren Heliosphäre. Sie widmet sich der detaillierten Untersuchung der Sonne und der inneren Heliosphäre. Die Beiträge des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) zur Mission umfassen die Entwicklung des Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI), eines von zehn Instrumenten an Bord. PHI wird Daten über das magnetische Feld der Sonne, Oberflächenbewegungen und die Lichtintensität im sichtbaren Spektrum erfassen. Diese Arbeit unterstützt das übergeordnete Ziel der Solar-Orbiter-Mission, unser Verständnis der Sonnenatmosphäre und der weitgehend unerforschten inneren Regionen der Heliosphäre zu verbessern.
Programm: ESA Cosmic Vision (M2).

Die Max-Planck-Humboldt-Forschungseinheit, geleitet von Benard Nsamba, ist eine internationale Zusammenarbeit zwischen dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) und der Kyambogo University in Uganda. Diese Forschungseinheit konzentriert sich auf die Erforschung der inneren Physik sonnenähnlicher Sterne mithilfe asteroseismischer Techniken, um den Einfluss der Sternmodellsphysik auf stellare Parameter zu untersuchen. Darüber hinaus fördert die Gruppe die Beschleunigung und Entwicklung der astrophysikalischen Forschung in Uganda.

Dies ist eine gemeinsame Initiative der Max-Planck-Gesellschaft, vertreten durch das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS, führender MPG-Partner) und das Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) , sowie des Tata Institute of Fundamental Research (TIFR, führender asiatischer Partner) in Indien.
Die Zusammenarbeit zielt darauf ab, fortschrittliche Methoden des maschinellen Lernens einzusetzen, um Daten zu stellaren Oszillationen von Riesen-, Sternen mittlerer Masse und massereichen Sternen aus der laufenden TESS-Mission der NASA sowie der bevorstehenden ESA-Mission PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) zu analysieren. Dadurch soll unser Verständnis der stellaren Physik mittels Asteroseismologie vertieft werden.

Die Abteilung für Sterne und Sterninnenräume am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung arbeitet mit Dr. Jordan Philibet zusammen, um die theoretische Modellierung der Trägheitsmoden der Sonne zu verbessern. Die Zusammenarbeit wird sich zudem auf die Entwicklung neuer Methoden zur Nutzung von Daten der solaren Trägheitsmoden konzentrieren, um die dynamischen und thermischen Eigenschaften der Konvektionszone der Sonne einzuschränken. Darüber hinaus beinhaltet diese Kooperation gemeinsame Arbeiten zur Validierung der Analysepipeline für Sterne im Hinblick auf die bevorstehende ESA-Mission PLATO.

Das Team des International Space Science Institute (ISSI): „Global Inertial Modes: Bridging Solar and Stellar Physics“ vereint wichtige Forschende aus der Sonnen- und Sternenforschung, um Fachwissen auszutauschen und gemeinsame Forschungen zu Trägheitsmoden voranzutreiben. Ziel dieser Zusammenarbeit ist es, diese Moden als Werkzeug zu nutzen, um die inneren Strukturen von Sternen, deren Rotation und magnetische Aktivität besser zu verstehen, insbesondere durch neue Einblicke in die Konvektion der Sonne und anderer Sterne.