Bild: ESA.
Durch die Analyse der Daten der Solar-Orbiter-Mission konnte ein Forschungsteam des CNRS Terre & Univers (siehe Kasten) diesen schnellen Sonnenwind mit überraschenden Eigenschaften nachweisen. Die Ergebnisse stellen viele bisherige Gewissheiten über die Beschleunigungsmechanismen des Sonnenwinds infrage.
Alles beginnt in der unteren Sonnenatmosphäre, wo magnetische Feldlinien – sogenannte "offene" Feldlinien – Flussröhren begrenzen, die als Leitbahnen für den Sonnenwind dienen. Mit zunehmender Entfernung von der Sonne weiten sich diese Röhren allmählich aus.
Diese Ausweitung der offenen Feldlinien ist jedoch in der oberen Sonnenkorona viel stärker, da die sogenannten "geschlossenen" Feldlinien, deren beide Enden in der Sonnenoberfläche verankert sind, mit zunehmender Höhe verschwinden. Dadurch entstehen große "leere" Bereiche in der Sonnenatmosphäre, die von den offenen Feldlinien ausgefüllt werden: Dies wird als Super-Expansion bezeichnet.
Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass dieses Phänomen lediglich zu einer starken Verlangsamung des Sonnenwinds führt, hauptsächlich weil die Erweiterung des Durchmessers eines Flusses die Geschwindigkeit des darin strömenden Fluids verringert, was natürlicherweise zu langsamem Wind führt. Man dachte nicht, dass dies eine Rolle bei der Beschleunigung des schnellen Sonnenwinds spielen könnte.
Und doch... Durch die Bestimmung der Herkunft des von Solar Orbiter über einen Zeitraum von eineinhalb Jahren beobachteten Sonnenwinds wurde die Existenz eines schnellen Winds aus diesen Regionen mit sehr starker Ausdehnung eindeutig nachgewiesen. Um dieses Phänomen zu erklären, schlagen die Forscher eine Hypothese vor: Der Laval-Düseneffekt könnte bei der Bildung dieser neu beobachteten Art von schnellem Sonnenwind eine Rolle spielen.
Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven, sowohl für unser grundlegendes Verständnis der Entstehungs- und Beschleunigungsmechanismen schneller Sonnenwinde als auch für die Verbesserung von Vorhersagemodellen. Diese spielen eine entscheidende Rolle bei der Antizipation der Entwicklung von Sonneneruptionen, die in Zeiten hoher Sonnenaktivität unser Erdmagnetfeld und unsere Telekommunikation ernsthaft stören können.