Ausgezeichnete Veröffentlichung

Die Verlagsgruppe Springer Nature kürt eine Veröffentlichung des MPS zu besten im Journal Solar Physics im vergangenen Jahr.

Die beste wissenschaftliche Veröffentlichung des vergangenen Jahres in der Fachzeitschrift Solar Physics hat eine Forschergruppe unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen eingereicht. Der Kees de Jager-Preis, mit dem die Verlagsgruppe Springer Nature diese Leistung würdigt, wurde jetzt im Rahmen der Jahreshauptversammlung der Internationalen Union für Geodäsie und Geophysik (IUGG) in Berlin feierlich an Erstautor Dr. Gherardo Valori vom MPS überreicht. Eine Abteilung der IUGG beschäftigt sich auch mit dem Magnetismus der Sonne. In ihrer Veröffentlichung zeigt die sechsköpfige Forschergruppe, wie sich gemeinsame Messungen der ESA-Raumsonde Solar Orbiter und der NASA-Sonde Solar Dynamics Observatory (SDO) nutzen lassen, um die Richtung des Magnetfelds an der Sonnenoberfläche allein durch Beobachtungen erstmals eindeutig zu bestimmen.

Die komplexen Magnetfelder der Sonne gelten als Schlüssel zum Verständnis unseres wechselhaften Sterns: Sie steuern seinen elfjährigen Aktivitätszyklus, lösen zum Teil heftige Sonneneruptionen aus und sind Ursache der dunklen Sonnenflecken, die ihn mal mehr, mal weniger zahlreich überziehen. Während erdnahe Raumsonden und bodengebundene Teleskope seit Jahrzehnten in der Lage sind, das Magnetfeld an der sichtbaren Sonnenoberfläche zu messen, kann die Orientierung der Magnetfeldkomponente senkrecht zur Beobachtungsrichtung nicht bestimmt werden. Das Wissen über das Magnetfeld ist so bisher unvollständig.

Abhilfe kann ein Stereo-Blick auf die Sonne schaffen. Theoretisch lassen sich Messdaten von zwei Beobachtungsstandorten so kombinieren, das sich Stärke und alle Richtungen der Magnetfeldkomponenten ohne Zweifel rekonstruieren lassen. Die einzigartige Möglichkeit dazu bietet seit ihrem Start im Jahr 2020 die ESA-Raumsonde Solar Orbiter. Anders als andere Sonnenspäher, die mit Instrumenten für Magnetfeldmessungen ausgerüstet sind, verharrt Solar Orbiter nicht in Erdnähe, sondern umrundet unseren Stern auf stark elliptischen Umlaufbahnen. Zusammen mit Messungen ihrer erdnahen Kollegen wie etwa dem Solar Dynamics Observatory der NASA ergeben sich so völlig neue Möglichkeiten. Eine entsprechende Methode hat das Autorenteam entwickelt und stellt es in der jetzt ausgezeichneten Veröffentlichung vor.    

Doch wie immer steckt der Teufel im Detail. In der Praxis spielen etwa der konkrete Winkel zwischen den Raumsonden sowie die Auflösung der Messdaten eine Rolle. Das Autorenteam hat deshalb in einem ersten Schritt zunächst mögliche Messdaten simuliert und gezeigt, dass sich mit der neuen Methode für eine große Bandbreite möglicher Konfigurationen der beiden Sonden selbst schwache Magnetfelder eindeutig bestimmen lassen.

„Die Möglichkeit, zusammen mit SDO gleich zweifach auf die Sonne zu schauen und so einzigartige Datensätze zu erhalten, war von Anfang an einer der ganz besonderen Reize der Solar Orbiter Mission“, so Dr. Gherardo Valori. „Wir haben jetzt gezeigt, dass es tatsächlich möglich ist, dieses Potential auszuschöpfen“, fügt er hinzu.

Zu der jetzt ausgezeichneten Forschergruppe zählen neben Dr. Gherardo Valori, Philipp Löschl und Dr. Johann Hirzberger vom MPS auch Dr. David Stansby vom University College London, Dr. Etienne Pariat vom Laboratoire de Physique des Plasmas und Prof. Dr. Feng Chen von der Universität Nanjing. Der Kees de Jager-Preis wird seit 2021 jährlich überreicht. Er ist benannt nach Cornelis „Kees“ de Jager, dem Gründungsherausgeber der Journale Solar Physics und Space Science Reviews.