Jean Picard war ein französischer Astronom, der im 17. Jahrhundert als erster versucht hat, den Durchmesser der Sonne zu vermessen. Jetzt hat die französische Raumfahrtagentur CNES einen Satelliten nach Picard benannt – die Aufgabe ist wie vor 350 Jahren: Der Picard-Satellit soll endlich die Ausmaße der Sonne präzise bestimmen, erklärt Margit Haberreiter vom Physikalisch-Meteorologischen Observatorium Davos.
"Der Sonnendurchmesser ist eine fundamentale Größe, weil viele andere Objekte auf den Sonnendurchmesser bezogen werden. Die Ergebnisse aus der bisherigen Forschung zeigen keine klare Tendenz, ob sich der Sonnendurchmesser ändert mit der solaren Aktivität. Genauer gesagt: Die Daten zeigen gegensätzliche Ergebnisse. Mit diesem Instrument auf dem Picard-Satelliten will man jetzt ganz genau bestimmen, was ist die obere Grenze der Variabilität des Sonnendurchmessers."
Mal deuteten die Daten an, die Sonne pulsiere ein wenig, mal nicht. Für die Astronomen ist das eine unangenehme Situation, denn der Sonnendurchmesser ist so etwas wie der Urmeter der Sternforscher: Wer an der Größe der Sonne dreht, dreht an allen anderen Sternen mit. Nun soll Picard für Klarheit sorgen: In gut 700 Kilometern Höhe wird der Satellit die Erde über die Pole hinweg umkreisen und dabei stets Richtung Sonne blicken:
"Das Instrument ist ein Teleskop. Es wird mit rund vier Millionen Pixel die Sonnenscheibe genau abbilden und mit einem sehr detaillierten Instrumentendesign versucht man den Sonnendurchmesser bis auf wenige Kilometer genau zu bestimmen. Und diese wenigen Kilometer beziehen sich auf einen Sonnenradius von rund 700.000 Kilometern. Die Genauigkeit wird also sehr, sehr groß sein."
Das Forscher-Team mit Margit Haberreiter und vielen Kollegen aus aller Welt hat sich ein ehrgeiziges Ziel gesetzt. Denn die Sonne ist eine brodelnde Gaskugel. Sie hat keinen so scharfen Rand wie etwa die Erde. Der Übergang von der Sonnenkugel in den Weltraum ist über einen Bereich von etwa 300 Kilometern recht fließend – die Forscher müssen also genau festlegen, was sie als Sonnenrand ansehen. Den Durchmesser der Sonne exakt messen zu wollen, ist kein übertriebener Genauigkeitswahn. Wenn die Größe der Sonne wirklich schwankt, so verrät das – egal wie klein die Änderung auch ist – sofort etwas über die physikalischen Vorgänge im Innern der Sonne.
"Eine Theorie, was einen Effekt auf den Sonnenradius haben könnte, ist, dass sich die Temperaturschichtung in der Sonnenatmosphäre etwas ändert und dass dies dann zu einer effektiven Radiusänderung führt. Das ist noch nicht voll verstanden. Mit dem Instrument, mit dem der Sonnendurchmesser bestimmt wird, kann man auch genauere Aussagen machen eben über diese Temperaturschichtung."
Der Stern vor unserer Haustür ist noch immer in vielem rätselhaft. Die Theoretiker, die den Aufbau der Sonne modellieren, setzen nun auf Picard und seine Daten. Auf dem Erdboden gibt es zwar viel größere Teleskope als das kleine Elf-Zentimeter-Instrument an Bord von Picard. Aber wegen der vor Hitze flirrenden Luft lässt sich der Sonnendurchmesser nicht mit der erforderlichen Genauigkeit bestimmen. Daher soll nun Picard die Sonnenmaße nehmen – viel Zeit bleibt ihm dafür aber nicht.
"Der Satellit hat erst einmal eine Betriebsdauer von zwei Jahren mit der Möglichkeit einer Verlängerung. Wenn man sich anschaut, dass der Sonnenzyklus über elf Jahre geht, sind zwei Jahre erst einmal eine sehr kurze Zeit. Man muss dann in der kurzen Zeit schon sehr genau die Daten anschauen und auswerten."
"Der Sonnendurchmesser ist eine fundamentale Größe, weil viele andere Objekte auf den Sonnendurchmesser bezogen werden. Die Ergebnisse aus der bisherigen Forschung zeigen keine klare Tendenz, ob sich der Sonnendurchmesser ändert mit der solaren Aktivität. Genauer gesagt: Die Daten zeigen gegensätzliche Ergebnisse. Mit diesem Instrument auf dem Picard-Satelliten will man jetzt ganz genau bestimmen, was ist die obere Grenze der Variabilität des Sonnendurchmessers."
Mal deuteten die Daten an, die Sonne pulsiere ein wenig, mal nicht. Für die Astronomen ist das eine unangenehme Situation, denn der Sonnendurchmesser ist so etwas wie der Urmeter der Sternforscher: Wer an der Größe der Sonne dreht, dreht an allen anderen Sternen mit. Nun soll Picard für Klarheit sorgen: In gut 700 Kilometern Höhe wird der Satellit die Erde über die Pole hinweg umkreisen und dabei stets Richtung Sonne blicken:
"Das Instrument ist ein Teleskop. Es wird mit rund vier Millionen Pixel die Sonnenscheibe genau abbilden und mit einem sehr detaillierten Instrumentendesign versucht man den Sonnendurchmesser bis auf wenige Kilometer genau zu bestimmen. Und diese wenigen Kilometer beziehen sich auf einen Sonnenradius von rund 700.000 Kilometern. Die Genauigkeit wird also sehr, sehr groß sein."
Das Forscher-Team mit Margit Haberreiter und vielen Kollegen aus aller Welt hat sich ein ehrgeiziges Ziel gesetzt. Denn die Sonne ist eine brodelnde Gaskugel. Sie hat keinen so scharfen Rand wie etwa die Erde. Der Übergang von der Sonnenkugel in den Weltraum ist über einen Bereich von etwa 300 Kilometern recht fließend – die Forscher müssen also genau festlegen, was sie als Sonnenrand ansehen. Den Durchmesser der Sonne exakt messen zu wollen, ist kein übertriebener Genauigkeitswahn. Wenn die Größe der Sonne wirklich schwankt, so verrät das – egal wie klein die Änderung auch ist – sofort etwas über die physikalischen Vorgänge im Innern der Sonne.
"Eine Theorie, was einen Effekt auf den Sonnenradius haben könnte, ist, dass sich die Temperaturschichtung in der Sonnenatmosphäre etwas ändert und dass dies dann zu einer effektiven Radiusänderung führt. Das ist noch nicht voll verstanden. Mit dem Instrument, mit dem der Sonnendurchmesser bestimmt wird, kann man auch genauere Aussagen machen eben über diese Temperaturschichtung."
Der Stern vor unserer Haustür ist noch immer in vielem rätselhaft. Die Theoretiker, die den Aufbau der Sonne modellieren, setzen nun auf Picard und seine Daten. Auf dem Erdboden gibt es zwar viel größere Teleskope als das kleine Elf-Zentimeter-Instrument an Bord von Picard. Aber wegen der vor Hitze flirrenden Luft lässt sich der Sonnendurchmesser nicht mit der erforderlichen Genauigkeit bestimmen. Daher soll nun Picard die Sonnenmaße nehmen – viel Zeit bleibt ihm dafür aber nicht.
"Der Satellit hat erst einmal eine Betriebsdauer von zwei Jahren mit der Möglichkeit einer Verlängerung. Wenn man sich anschaut, dass der Sonnenzyklus über elf Jahre geht, sind zwei Jahre erst einmal eine sehr kurze Zeit. Man muss dann in der kurzen Zeit schon sehr genau die Daten anschauen und auswerten."