Sonnensystemforschung

Sonnensystemforschung

Die kosmische Nachbarschaft der Erde steht im Fokus der Forschung am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: das Sonnensystem mit seinen Planeten und ihren Monden sowie diversen kleinen Körpern wie etwa Kometen und Asteroiden und natürlich der Sonne. In Computersimulationen und mit Hilfe neuer experimenteller Methoden blicken die Wissenschaftler tief ins Innere unseres Sterns und untersuchen seine Gashülle, das solare Magnetfeld und die energiereichen Teilchen, welche die Sonne in den Weltraum ausstößt. Ebenso betrachten sie die Oberfläche und das Innere der Planeten sowie ihre Magnetosphären, ihre Ringe und Monde. Kometen, Asteroiden und Planetoide sind weitere Forschungsfelder. Dabei entwickeln die Forscher physikalische Modelle, um die entscheidenden Prozesse  zu beschreiben, und simulieren sie am Computer. Zudem ist das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung mit wissenschaftlichen Instrumenten an zahlreichen Missionen internationaler Weltraumagenturen beteiligt.

Wissenschaftliche Abteilungen und Forschungsgruppen am MPS

Die Atmosphäre der Sonne mit ihrer reichhaltigen Struktur und Dynamik, das Magnetfeld der Sonne als wesentliche Triebkraft der Sonnenaktivität, die Beziehungen Sonne-Erde und die Verbindung Sonne-Sterne sind die zentralen Themen der Abteilung.

Wie ist unser Sonnensystem entstanden? Wie kam es zu der Vielfalt sehr verschiedenartiger Himmelskörper, die wir heute vorfinden? Dies sind nur zwei der Hauptfragen aus dem weiten Bereich der Planetenforschung.
Konvektionsströmungen im Inneren der Sonne regen diese zu Millionen verschiedener Schwingungen an. Diese nutzt die Abteilung, um mit Methoden der Helioseismologie das Innenleben der Sonne zu erforschen. Analog untersucht sie mit Hilfe der Asteroseismologie Oszillationen sonnenähnlicher Sternen.
Magnetfelder auf der Sonne und auf anderen Sternen werden von einem Dynamo erzeugt. Aber selbst der Sonnendynamo bleibt rätselhaft. Beobachtungen anderer Sterne liefern wichtige Hinweise. Die Gruppe verknüpft diese Beobachtungen mit Theorie und Simulationen, um dadurch den solaren und stellare Dynamos besser zu verstehen.

Das Alter ist von Sternen ist eine wesentliche Größe, um die Evolution von Sternen, Planetensystemen und der Galaxie zu verstehen. Dennoch ist es die am wenigsten bekannte Eigenschaft eines Sterns. Die Gruppe verwendet Methoden der Asteroseismologie, um das Alter tausender Sterne mit bisher unerreichter Genauigkeit zu bestimmen.

Die Sonne ist ein besonderer Stern im Vergleich zu anderen Sternen von ähnlicher Größe, Helligkeit, und magnetischen Eigenschaften. Die Gruppe sucht nach den Ursachen für die Unterschiede, indem sie die Verbindung zwischen der Sonne und den Sternen untersucht. Lassen sich Ergebnisse aus der Sonnenforschung auf entfernte Sterne übertragen?

Kometen und Asteroiden, Überreste der Planetenbildung, waren in den 4,5 Milliarden Jahren seit ihrer Entstehung verschiedenen Prozessen ausgesetzt. Das Studium ihrer Aktivität hilft zu verstehen, wie sich diese Körper im Laufe der Zeit entwickeln und welche Eigenschaften ihre Oberflächen und die darunterliegenden Schichten haben.

Beim Studium der Sonne oder anderer Sterne sind wir auf indirekte Beobachtungen angewiesen, d.h. wir beobachten Wirkungen, die eine unbekannte Größe verursacht. Die Gruppe beschäftigt sich mit dem zugehörigen inversen Problem, die Ursache aus der gemessenen Wirkung zu rekonstruieren, z.B. die Rekonstruktion von Konvektionsfeldern im Inneren der Sonne aus Messungen von Oszillationen der Sonnenoberfläche.
Partnergruppen können mit einem Institut im Ausland eingerichtet werden, wenn exzellente Postdocs im Anschluss an einen Forschungsaufenthalt am Max-Planck-Institut wieder an ein führendes Institut ihres Herkunftslandes zurückkehren und an einem Thema weiterforschen, welches auch für das MPS von Interesse ist. Aktuell gibt es Partnergruppen mit IUCCA (Indien), TIFR (Indien) und der Peking University (China).
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