Abteilung: Sonne und Heliosphäre

Das Forschungsgebiet der Abteilung „Sonne und Heliosphäre“ ist die Sonne in der gesamten Vielfalt ihrer beobachtbaren und messbaren Phänomene. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Atmosphäre der Sonne mit ihrer reichhaltigen Struktur und Dynamik, ergänzt durch die Beschäftigung mit dem Sonneninneren als Ort der Entstehung des solaren Magnetfeldes auf der einen Seite und mit der Heliosphäre, also dem vom Sonnenwind geprägten interplanetaren Raum, dessen Eigenschaften wiederum durch die Sonnenatmosphäre bestimmt werden, auf der anderen Seite. Mit der Untersuchung solar-terrestrischer Beziehungen, insbesondere mit dem Einfluss der schwankenden solaren Partikel- und Wellenstrahlung auf die Erde, erstreckt sich das Arbeitsgebiet sogar über die Sonne und ihre direkte Umgebung hinaus. Das gemeinsame Thema, das alle diese Bereiche verbindet und das der wesentliche Motor ist für die Vielzahl der dynamischen Phänomene der Sonne, ist dabei das solare Magnetfeld.

Die Entwicklung und der Bau von wissenschaftlichen Instrumenten und die Gewinnung und Auswertung von Messdaten spielen eine zentrale Rolle. Die äußere Atmosphäre der Sonne, die Korona, wird mit optischen Instrumenten im gesamten Spektralbereich vom Sichtbaren bis zum EUV (extremen UV-Licht) vom Weltraum aus beobachtet und ihre Plasmaeigenschaften werden mit spektroskopischen Methoden diagnostiziert. Die unteren Schichten der Atmosphäre, die Photosphäre und die Chromosphäre, werden anhand von spektropolarimetrischen Messungen und mit abbildenden Techniken vom Boden aus, vom Weltraum aus, und auch mit Hilfe von Stratosphärenballons untersucht. Der relevante Spektralbereich erstreckt sich dabei von Millimeterwellen bis hin zum FUV (fernen UV-Licht). Dabei geht es vor allem um die Bestimmung des solaren Magnetfeldes, welches eine grundlegende Rolle spielt für die Struktur und Dynamik der Atmosphäre. Im Sonnenwind dagegen werden vor allem Teilchen und Wellen von Instrumenten auf Raumsonden in-situ gemessen. Die Zusammensetzung des Partikelstromes und die Verteilung der Teilchen sowie das Studium von Transportvorgängen und Beschleunigungsprozessen stehen dabei im Vordergrund.

Begleitet werden die beobachtenden Aktivitäten von intensiven theoretischen Arbeiten. Der Fokus liegt hierbei auf der numerischen Simulation im Bereich solarer Dynamos und von MHD-Prozessen in der Konvektionszone und in der Atmosphäre der Sonne.