Rekordbilder aus dem All: Größtes Sonnenteleskop der Welt zeigt Sonneneruption in unglaublicher Detailtiefe

Wenn die Sonne ausbricht, kann das Folgen bis zur Erde haben: Satelliten fallen aus, Stromnetze geraten ins Wanken, selbst GPS und Flugfunk sind gestört. Wie heftig solche Ereignisse ausfallen, hängt von Details ab, die bisher verborgen blieben.

Nun liefern Aufnahmen des größten Sonnenteleskops der Welt, des Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) auf Hawaii, Bilder in einer Schärfe, die weltweit einzigartig ist. Während einer gewaltigen Sonneneruption am 8. August 2024 erfasste das Teleskop an der Dimension der Sonne gemessen winzige Strukturen im glühenden Plasma – Schleifen, die nur rund 20 Kilometer breit sind.

DKIST zeigt Sonneneruption in nie gesehener Klarheit

Die Eruption gehörte zur stärksten Kategorie, einer X1.3-Eruption. Sie begann um 19:01 Uhr Weltzeit, erreichte ihren Höhepunkt 34 Minuten später und endete um 19:57 Uhr. DKIST konnte das Schauspiel während der Abklingphase beobachten – und nutzte genau die 13 Minuten mit optimalen Sichtbedingungen.

Mit seiner Vier-Meter-Spiegelöffnung und einer Auflösung von rund 24 Kilometern an der Sonnenoberfläche ist DKIST das größte und leistungsfähigste Sonnenteleskop der Welt. Während frühere Instrumente Strukturen von mindestens 100 Kilometern Breite erkannten, gelang es hier, deutlich feinere Details sichtbar zu machen.

„Die mittlere Schleifenbreite in der Studie beträgt 48,2 Kilometer, mit einem Minimum von ca. 21 km“, schreiben die Forscher. In insgesamt 686 einzelnen Strängen wurden solche Werte gemessen. Die Symmetrie der Verteilungen deute darauf hin, dass DKIST tatsächlich die fundamentale Skala der Schleifen erfassen könne.

Warum winzige Schleifen entscheidend sind

Die Breite der magnetischen Stränge beeinflusst, wie Energie freigesetzt wird, wie sich Teilchen beschleunigen und wie lange eine Eruption nachwirkt.

Bislang mussten Modelle Schätzwerte einsetzen. Nun liefern präzise Messungen harte Fakten. „Frühere Annahmen über die Schleifenbreite waren durch die Auflösung der Instrumente begrenzt, DKIST ermöglicht erstmals die Auflösung von elementaren Loop-Strängen“, heißt es in der Studie.

Damit verändert sich die Grundlage vieler Simulationen – von der Teilchenphysik bis zur Vorhersage des Weltraumwetters.

Neue Maßstäbe für die Forschung

Zum Vergleich: Das Goode Solar Telescope in Kalifornien hatte zuvor Breiten zwischen 107 und 161 Kilometern gemessen. Mit DKIST zeigt sich nun, dass die Realität deutlich feiner ist – im Schnitt rund 45 Prozent schmaler.

Das Teleskop untersuchte dabei nicht nur die glühenden Bögen im sichtbaren Hα-Licht, sondern auch die Umgebung in hoher Bildrate. Jeder Pixel entsprach dabei zwölf Kilometern.

Für Modelle bedeutet das: Die entscheidenden Parameter wie Schleifenbreite, Form und Symmetrie sind nun nicht mehr theoretische Annahmen, sondern durch Beobachtung bestätigt.

DKIST macht Weltraumwetter berechenbarer

Die neue Genauigkeit nützt auch praktisch. Sonnenstürme sind mehr als ein faszinierendes Naturphänomen – sie können Technik auf der Erde lahmlegen. Je genauer die Physik der Eruptionen bekannt ist, desto verlässlicher lassen sich ihre Auswirkungen vorhersagen.

• Satelliten: Gefahr durch geladene Teilchen, die Elektronik stören oder Systeme komplett ausfallen lassen.
• Stromnetze: Induzierte Ströme können Leitungen überlasten und großflächige Blackouts auslösen.
• Navigation: GPS-Signale werden ungenauer oder fallen zeitweise aus.
• Kommunikation: Funkverbindungen, etwa im Flugverkehr, können gestört werden.

Mit den neuen DKIST-Daten lässt sich besser berechnen, wann und wo solche Effekte auftreten können.

Ein Blick über die Sonne hinaus

Nicht nur für unsere Sonne sind die Daten von Bedeutung. Auch viele andere Sterne zeigen energiereiche Eruptionen, teils um ein Vielfaches stärker. Wer versteht, wie die Plasma-Schleifen funktionieren, kann auch Prozesse in fernen Planetensystemen besser einschätzen.

Das spielt eine Rolle, wenn es um bewohnbare Zonen geht. Denn extreme Strahlungsausbrüche beeinflussen, ob sich Leben entwickeln kann.

„Die gemessenen Schleifenbreiten sind etwa 45 Prozent kleiner als die zuvor kleinsten gemessenen Hα-PRFLs des Goode Solar Telescope“, schreiben die Forscher. Damit sei nun klar: Die bisherige Grenze lag schlicht an den Instrumenten, nicht an der Natur.

Kurz zusammengefasst:

• Das größte Sonnenteleskop der Welt, DKIST auf Hawaii, hat bei einer Sonneneruption am 8. August 2024 Schleifenstrukturen sichtbar gemacht, die nur etwa 20 Kilometer breit sind.
• Insgesamt wurden 686 Stränge untersucht, mit einer durchschnittlichen Breite von rund 48 Kilometern – deutlich schmaler als frühere Messungen mit anderen Teleskopen.
• Diese neuen Daten liefern wichtige Grundlagen für bessere Modelle von Sonnenstürmen und helfen, Risiken für Satelliten, Stromnetze und Kommunikation genauer einzuschätzen.

Übrigens: Während DKIST tief in die Sonne blickt, tüfteln Forscher in Europa an einer Lösung für ein ganz anderes Himmelsproblem – den wachsenden Schrott im All. Ein Plasmastrahl soll Trümmerstücke berührungslos abdrängen und Satelliten sowie Raumstationen schützen – mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © NSF/NSO/AURA