Göttinger Sonnensystemforscher

Der Blick auf die Sonne und die Suche nach Ursprüngen

Arbeiten zusammen: Vasilis Archontis (Universität St. Andrews), Allan Sacha Brun (CEA Saclay), Mats Carlsson (Universität Oslo) und Laurent Gizon (MPI für Sonnensystemforschung) tragen das Projekt WHOLESUN. Foto: L.Gizon/WHOLESUN

Göttingen. Die Sonne als Ganzes zu untersuchen, um die magnetische Aktivität zu verstehen, ist Ziel des Forschungsprojektes WHOLESUN, an dem Göttinger beteiligt sind.

Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat für das Projekt einen von 27 Synergy Grants verliehen, verbunden mit einer Förderung von 11,2 Millionen Euro für die nächsten sechs Jahre.

Hinter dem Projekt stehen vier leitende Wissenschaftler vom Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), der St. Andrews Universität (Großbritannien), dem französischen Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien (CEA) sowie der Universität Oslo (Norwegen).

Sonneneruptionen

Für das Projekt werden sie ihre Expertise bündeln, um zu verstehen, wie das Magnetfeld im Innern der Sonne erzeugt wird und wie dadurch Sonnenflecken auf der Oberfläche unseres Sterns und Eruptionen in seiner Atmosphäre entstehen.

Atemberaubend: Ein Blick auf die Sonne mithilfe des NASA-Sonnenobservatoriums Solar Dynamics Observatory. Foto: NASA/SDO

Dazu wird das Team versuchen, die Sonne als Ganzes mit Supercomputern zu modellieren und mit Beobachtungsdaten von Weltraummissionen zu kombinieren.

Plasma-Bewegungen

Heftige Sonneneruptionen schleudern immer wieder geladene Teilchen und Strahlung ins Weltall. „Der Ursprung aller eruptiven Phänomene, die wir in der Atmosphäre der Sonne beobachten, liegt jedoch viel tiefer in unserem Stern“, erklärt Prof. Dr. Laurent Gizon, einer der vier Forscher des WHOLESUN-Projektes und MPI-Direktor. Im Inneren der Sonne erzeugen Plasma-Bewegungen die Magnetfelder der Sonne, welche die Sonneneruptionen antreiben.

Magnetfelder

Zu oft teile sich die Sonnenphysik in Untersuchungen des Inneren und der Atmosphäre auf. „Um zu verstehen, wie die Magnetfelder der Sonne entstehen und sich entwickeln, bedarf es aber einer umfassenderen Betrachtungsweise“, sagt Dr. Robert Cameron vom MPS. Hier setzt das Forschungsprojekt an.

Das Team will Werkzeuge im Bereich der numerischen Simulation und der Sonnenbeobachtung entwickeln, um den gesamten Lebenszyklus von Sonnenmagnetfeldern abzubilden – von ihrer Entstehung und Verstärkung im Innern der Sonne über ihren Aufstieg zur Sonnenoberfläche bis zu ihrer eruptiven Dynamik in der Atmosphäre der Sonne.

Supercomputer

Möglich wird dies durch Fortschritte im Supercomputing. Man wolle Modelle entwickeln, „die auf Exascale-Supercomputern laufen werden, die eine Trillion Rechenoperationen pro Sekunde ausführen“, sagt Dr. Allan Sacha Brun vom CEA in Frankreich. Diese numerischen Modelle werden mit Beobachtungsdaten kombiniert, um die Lösung offener Rätsel der Sonnenphysik anzugehen. Zum Beispiel ist weder bekannt, wie Sonnenflecken gebildet, noch wie besonders energiereiche Sonneneruptionen ausgelöst werden.

Die Ergebnisse sollen nicht nur für die Modellierung der Weltraumumgebung der Erde verwendet werden, sondern auch für das Verständnis des Magnetismus entfernter Sterne und ihrer Auswirkungen auf Exoplaneten. (zsh)

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