Solare und stellare Koronen

Solare und stellare Koronen

Ein kühler Stern wie unsere Sonne ist umgeben von einer heißen Atmosphäre, der Korona. Das zentrale wissenschaftliche Ziel unserer Arbeit ist ein Verständnis der Struktur, Dynamik und Heizung dieser äußeren Atmosphäre der Sonne und anderer Sterne. Dabei erforschen wir nicht nur Prozesse innerhalb der Millionen Grad heißen Korona, sondern untersuchen auch, wie die koronalen Strukturen an der Oberfläche der Sonne verankert sind, und wie die Sonne die innere Heliosphäre beeinflusst, durch z.B. den Sonnenwind oder koronale Massenauswürfe. Zur Beantwortung dieser Fragen benutzen wir numerische Modelle, spektroskopische und bildgebende Beobachtungen, und wir entwerfen und bauen Instrumente. Mitglieder unserer Gruppe leisten wesentliche Beiträge zu Instrumenten der Solar Orbiter-Mission der ESA, die 2019 starten wird und einzigartige Daten hoher Auflösung von neuen Beobachtungspunkten aus liefern wird. Im Rahmen unserer Beobachtungen werten wir Daten von Koronographen (meist STEREO), von extrem-UV-Spektrographen (meist IRIS, SUMER, Hinode/EIS) und extrem-UV-Kameras (meist AIA/SDO) aus. In Kombination mit hochauflösenden Beobachtungen des Magnetfeldes in der Photosphäre, z.B. von Sunrise, gibt uns dies die Möglichkeit, die Untersuchung der thermischen Struktur der Korona mit der der Oberfläche der Sonne zu vernetzen. Zum Studium der magnetischen Struktur der oberen Atmosphäre benutzen wir eine Reihe unterschiedlicher Techniken, unter anderem (kraftfreie) Extrapolationen, magneo-friktions und magneto-statische Modelle, und 3D magneto-hydrodynamische (MHD) Modelle um die Wechselwirkung von Plasma und Magnetfeld zu studieren. Das Verständnis der Korona der Sonne ist ein wesentlicher Schritt, um auch andere aktivere Sterne zu verstehen. Dabei liegt der Schlüssel im Skalieren von Modellen und Beobachtungen hin zu höherer magnetischer Aktivität, um die Natur von stellaren Koronen zu beleuchten.

Magnetische Struktur an den Fußpunkten von koronalen Bögen.

Das linke Bild zeigt das mit IMaX/Sunrise beobachtete Magnetfeld an den Fußpunkten der Koronabögen, die im linken Bild zu sehen sind und mit AIA/SDO aufgenommen wurden. Die Bögen sind auf einer Seite in einer Plage-Region verankert, die von einer magnetischen Polarität (schwarz) dominiert sind. Ein genauerer Blick zeigt, dass die Fußpunkte der Bögen (weiße Kreise) nur dort zu finden sind, wo auch kleine entgegengesetzte Polaritäten (weiß) vorkommen. Dies zeigt, das kleinskalige magnetische Rekonnektion eine Schlüsselrolle für die Aufheizung der Bögen spielt, weit wichtiger als bisher angenommen.

Unsere Forschung kann in drei wissenschaftliche Themen gruppiert werden (Links führen zu weiteren Informationen):


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