Ein Teilchenstrom, zwei Sonden: Ein glücklicher Zufall hat Astronomen geholfen, ein jahrzehntealtes Rätsel zu lösen – den „Tempomacher“ des Sonnenwinds. Zwei Raumsonden haben denselben Sonnenwind-Strom in unterschiedlichem Abstand von der Sonne analysiert. Dies enthüllte, dass anfängliche Magnetfeld-Schwingungen – sogenannte Alfvén-Wellen – weiter außen in Wärme und Geschwindigkeit umgewandelt werden. Damit bestätigen diese Messungen eine schon in den 1960er Jahren postulierte Theorie, wie Forschende in „Science“ berichten.
Der Sonnenwind prägt das gesamte Sonnensystem: Der energiereiche Strom geladener Teilchen bildet die schützende Heliosphäre um unser System, hinterlässt aber auch Spuren an den Monden und Planeten. Der Sonnenwind verformt ihre Magnetfelder, reißt an ihrer Gashülle und erzeugt Polarlichter. Das Merkwürdige jedoch: Anstatt mit wachsender Entfernung von seinem solaren Ursprung immer langsamer und energieärmer zu werden, beschleunigt sich der schnelle Anteil des Sonnenwinds unterwegs sogar noch. Gleichzeitig kühlt der Teilchenstrom langsamer ab als er dürfte.
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Magnetische Riesenwellen im Verdacht
Aber warum? Schon seit den 1960er Jahren haben Astronomen dafür eine spezielle Art magnetischer Schwingungen im Verdacht, die sogenannten Alfvén-Wellen. Sie transportieren Energie in Magnetfeldern und können diese auch auf das umgebende Plasma übertragen. Es gab auch schon Indizien für solche Alfvén-Wellen im Sonnenwind, darunter sogenannte „Switchbacks“ – riesige s-förmige Spitzkehren im Teilchenstrom, die die ESA-Raumsonde Polar Orbiter 2022 erstmals fotografieren konnte.
Doch den endgültigen Beweis für die Beteiligung der Alfvén-Wellen haben Astronomen erst jetzt erhalten – durch einen glücklichen Zufall: Zwei Sonnenforschungssonden – die Parker Solar Probe der NASA und der Solar Orbiter der ESA waren unabhängig voneinander im selben Gebiet unterwegs. „Dabei durchquerten Parker und Solar Orbiter dieselbe Sonnenwindströmung im Abstand von zwei Tagen“, berichten Yeimy Rivera vom Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics und seine Kollegen.