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Katastrophen im Kosmos

Astronomie. - Strukturen wie Sonnenflecken und Plasmafontänen - Ströme elektrisch geladener Teilchen -, die sich an der Sonnenoberfläche beobachten lassen, kommen durch die Sonnenrotation, so genannte Konvektionsströme und Manetfelder zustande. Die Magneto-Hydrodynamik erforscht diese Prozesse, auch um mögliche Auswirkungen der Phänomene auf der Erde besser vorhersagen zu können.

    Die Vorgänge in der Sonne ähneln dem, was in einem Kochtopf passiert, in dem sich Flüssigkeit in Bewegung setzt und so den Wärmetransport beschleunigt, sagt Thomas Neukirch von der St. Andrews University nahe Edinburgh: "Im Sonneninneren dominiert nicht unbedingt das Magnetfeld. Vielmehr bestimmt diese Strömung, was passiert. Sie transportiert das Magnetfeld in einer Weise, dass es sich verstärkt und dann auch an die Sonnenoberfläche transportiert werden kann." Neukirch modelliert oberflächennahe magneto-hydrodynamische Prozesse der Sonne mathematisch. Die Erforschung solcher Zusammenhänge sei keine zweckfremde Wissenschaft, sondern es gebe ein wachsendes Interesse an der Vorhersage von solaren Eruptionen. Der Grund, so Neukirch: "Es kann durch diese erhöhten Flüsse geladener Teilchen dazu kommen, dass Satelliten geschädigt werden. Das kann für Astronauten im Erdorbit gefährlich werden, weil es zu erhöhter radioaktiver Strahlung führt." In Extremfällen könne es sogar zu Stromausfällen auf der Erde kommen. Die exakte Vorhersage solcher Phänomene soll helfen, rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen zu können.

    Wenn die Sonne sehr aktiv ist, kann sich auch die obere Erdatmosphäre erhitzen, ausdehnen und quasi eine Beule bekommen, die bis in einen Orbit von 300 oder 400 Kilometern Höhe reicht. "Dann kann es zu erhöhter Reibung kommen, und die Umlaufbahn eines Satelliten verändert sich", erklärt Neukirch. So geschah es auch 1979, als der geplante Absturz der 75 Tonnen schweren Skylab-Forschungsstation durch starke Sonnenaktivität unkalkulierbar beschleunigt wurde. Auch Geburt und Tod eines Sterns sind von magneto-hydrodynamischen Prozessen geprägt. So konnte das Weltraumteleskop Hubble zeigen, dass viele Sterne am Anfang und Ende ihres Lebens zwei einander entgegengesetzte Gasströme, so genannte Jets, ausstoßen, die über lange Zeit stabil bleiben. "Eine mögliche, mittlerweile auch allgemein anerkannte Erklärung dafür ist, dass die Strömung, die vom Stern ausgeht, zusammen mit dem Magnetfeld den Jet zusammen hält", so Neukirch.

    [Quelle: Mathias Schulenburg]