Inouye Sonnenteleskop Neues Teleskop liefert hochdetaillierte Fotos der Sonne

Auf Hawaii ist ein neues Sonnenteleskop in Betrieb gegangen. Es soll Sonnenstürme vorhersagen helfen und das Wissen über unseren Stern revolutionieren. Zum Start liefert das Instrument hochdetaillierte Bilder der Oberfläche.

Detailaufnahme der Sonnenoberfläche. Zu sehen ist eine zellartige Struktur. Jeder einzelne Zelle hat eine Fläche von etwa 700.000 Quadratkilometern. 1 min
Bildrechte: NSO/AURA/NSF
Detailaufnahme der Sonnenoberfläche. Zu sehen ist eine zellartige Struktur. Jeder einzelne Zelle hat eine Fläche von etwa 700.000 Quadratkilometern. 1 min
Bildrechte: NSO/AURA/NSF

Permanent prasseln geladene Teilchen der Sonne auf unseren Planeten ein. Manchmal ist der Strom konstant niedrig, manchmal wird er richtig heftig. Wissenschaftler sprechen dann von sogenannten Sonnenstürmen. In früheren Zeiten ist dieses Weltraumwetter den Menschen kaum aufgefallen. Aber heute hängt unser Leben immer stärker von elektronischen Systemen ab, also von Geräten, die Strom brauchen, wie Computer, medizinische Geräte oder Telefone. Und genau diese Systeme können durch Sonnenstürme mächtig aus dem Gleichgewicht geraten. Wissenschaftler warnen, ein starker Sonnensturm könnte zu tagelangen Stromausfällen mit verheerenden Folgen führen.

Das größte Sonnenteleskop der Welt steht auf 3.000 Metern Höhe auf einem Vulkan auf Hawaii

Der Ursprung solcher Stürme liegt auf der Oberfläche der Sonne. Dort steigt ständig viele tausend Grad heißes Plasma aus dem Inneren der Sonne empor. Im Prinzip handelt es sich dabei um ultraheißes Gas, meistens Wasserstoff oder Helium. Im Plasma-Zustand sind die Gase stark magnetisch. Durch ihre Bewegung bilden sie Magnetfelder, die sich verwirbeln. Hin und wieder kommt es zu schlagartigen Ausbrüchen, bei denen sich stark "verknotete" Magnetfelder auflösen und dabei enorme Energie freisetzen. Dadurch werden die Sonnensturme ausgelöst. Mit dem neuen Daniel-K-Inouye-Sonnenteleskop wollen Wissenschaftler dieses Phänomen jetzt besser erforschen.

Das Inouye-Teleskop verfügt über einen Spiegel mit vier Metern Durchmesser. Es wurde in über 3.000 Metern Höhe auf dem Gipfel des Vulkans Haleakalā auf Hawaii errichtet. Laut den Erbauern handelt es sich um das weltweit größte und hochauflösendste Teleskop zur Erforschung der Sonne, es soll eine neue Ära der Sonnenforschung einleiten. Finanziert und betrieben wird es von der Nationalen Wissenschaftsstiftung der USA (NSF).

Zentrale Aufgabe: Das Magnetfeld der Sonne vermessen und so Katastrophen verhindern

Die größte Herausforderung für die Ingenieure war die Strahlung der Sonne, die bei der Beobachtung in das Teleskop fällt. Sie bringt enorme Hitze mit sich, die das Teleskop zerstören könnte. Deshalb brauchen die Instrumente und auch das Gebäude ein spezielles Kühlungssystem. Außerdem flimmert auf der Erde häufig die Luft. Dadurch kann das Teleskop die Sonne nur verzerrt sehen. Ein hochmodernes optisches System rechnet diese Verzerrungen aus den Daten aber heraus.

Die ersten Bilder des Sonnenteleskops zeigen eine detaillierte Aufnahme der Sonnenoberfläche. Wir sehen zellartige Strukturen von kochendem Plasma, die die gesamte Sonne bedecken. Jede einzelne Zelle hat etwa die doppelte Größe Deutschlands. An den hellen Stellen steigt heißes Plasma aus dem Inneren des Sterns auf, an den dunklen Linien sinkt es abgekühlt zurück nach unten.

Die Infografik zeigt die Sonne und deutet auf einen Ausschnitt ihrer Oberfläche. Von diesem Ausschnitt hat das neue Inouye Sonnenteleskop der Nationalen Wissenschaftsstiftung der USA jetzt ein Detailfoto gemacht.
Das Inouye-Sonnenteleskop der NSF nimmt die Sonne detaillierter auf, als wir sie je zuvor gesehen haben. Das Teleskop kann eine 38.000 km breite Region der Sonne abbilden. Aus nächster Nähe zeigen diese Bilder große zellähnliche Strukturen mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern und zum ersten Mal die kleinsten Merkmale, die je auf der Sonnenoberfläche gesehen wurden, einige davon sind nur 30 km groß. Bildrechte: NSO/AURA/NSF

Inouye soll mehr Daten über die Sonne liefern, als die gesamte bisherige Forschungsgeschichte

Wichtigste Aufgabe von Inouye: Die Magnetfelder in der Sonnenkorona vermessen. Die Korona ist so etwas wie die Atmosphäre der Sonne. Lösen sich dort Magnetfelder auf, kann das unter anderem Kommunikationssysteme auf der Erde empfindlich stören. 2017, als der Hurrikan Irma auf das amerikanische Festland traf, fand zeitgleich ein solcher Sonnensturm statt. Dadurch wurden die Funksysteme der Rettungskräfte gestört.

Im kommenden halben Jahr läuft Inouye noch im Testbetrieb. Danach soll es in fünf Jahren mehr Daten liefern, als die gesamte bisherige Forschung seit Galileo Galilei erbracht hat. Die Wissenschaftler wollen damit die Vorhersage von Sonnenstürmen und dem daraus resultierenden Weltraumwetter entscheidend verbessern. Aktuell seien maximal 48 Minuten vorhersagbar, künftig sollen es 48 Stunden werden, sagt Matt Mountain, Präsident der Vereinigung der US-amerikanischen Universitäts-Astronomen. "Verglichen mit dem Stand der Wettervorhersage auf der Erde hängen wir beim Sonnenwetter mindestens 50 Jahre hinterher."

Inouye-Teleskop soll mit Parker Solar Probe und Solar Orbiter zusammenarbeiten

Bei ihren Arbeiten wollen die Forscher das Inouye-Teleskop auch mit der Parker Solar Probe der NASA und mit dem Solar Orbiter der ESA kombinieren. Die beiden Raumsonden sollen in den kommenden fünf bis zehn Jahren unser Verständnis davon deutlich verbessern, wie die Magnetfelder der Sonne mit denen der Planeten interagieren.

Die Sonne ist ein gewaltiger Kernfusionsreaktor. Seit etwa fünf Milliarden Jahren wandelt sie pro Sekunde fünf Millionen Tonnen Wasserstoff in Helium um. Der verbliebene Brennstoff reicht noch für 4,5 Milliarden weitere Jahre. Der für das Teleskop namensgebende Daniel K. Inouye war ein US-Senator aus Hawaii, der sich für Wissenschaft, Technologie, Mathematik und besonders für die Forschung auf Hawaii eingesetzt hat.

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