Koronaler Regen wurde beobachtet, wie er auf die Sonne prallt.

Regen aus Plasma in der Atmosphäre der Sonne spritzt, wenn er landet. Neue Beobachtungen der Raumsonde Solar Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation haben zuvor ungesehene Details enthüllt, wie dieser koronale Regen fällt, einschließlich heller Feuerballoeffekte und plötzlicher Aufwärtsströmungen des Plasmas.

"Dies sind die hochauflösendsten Bilder, die wir je von der Sonnenkorona erhalten haben", sagt der Sonnenphysiker Patrick Antolin von der Universität Northumbria in Newcastle upon Tyne, England. Er präsentierte die Ergebnisse auf dem National Astronomy Meeting in Cardiff, Wales, in der Woche vom 3. Juli und in einem Artikel, der in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wird.

Die Korona ist die wolkige obere Atmosphäre der Sonne, das siedende Gewirr aus Plasma und Magnetismus, das während einer totalen Sonnenfinsternis sichtbar ist. Wenn Klumpen aus glühend heißem Plasma in der Korona plötzlich abkühlen, kondensieren sie und fallen in Richtung der Sonnenoberfläche, ähnlich wie Wassertropfen in der Erdatmosphäre. Dieser koronale Regen wurde bereits beobachtet, aber Details seiner Bildung und seines Falls waren unscharf.

Der Start der Solar Orbiter im Jahr 2020 versprach, das zu ändern. Die Sonde fliegt über die unerforschten Polarregionen der Sonne und trägt hochauflösende Kameras und andere Instrumente mit sich, um solare Mysterien zu untersuchen. Ende März 2022 erreichte die Solar Orbiter den bisher engsten Punkt zur Sonne und kam ihr bis auf 49 Millionen Kilometer nahe - etwa ein Drittel der Entfernung zwischen Sonne und Erde.

Auf Bildern der Raumsonde, die während dieser Begegnung aufgenommen wurden, entdeckten Antolin und Kollegen ein neues Merkmal im koronalen Regen. Während die Plasma-Regentropfen fielen, hellte sich die Region direkt unter ihnen auf. Die Forscher vermuten, dass die Aufhellung von anderem Plasma unter dem fallenden Regen stammt, das komprimiert und erhitzt wird, ähnlich wie Meteore in der Erdatmosphäre Feuerbälle kurz vor dem Aufprall erzeugen.

"Das ist das erste Mal, dass wir eine solche Kompression durch den Regen so klar gesehen haben", sagt Emily Mason, eine Sonnenphysikerin bei Predictive Science, einem Forschungsunternehmen mit Sitz in San Diego, die nicht an der Studie beteiligt war. "Die Auflösung war einfach nicht da zuvor."

Antolin und Kollegen beobachteten auch einen Aufprall und einen Aufwärtsstrom des Materials, nachdem die koronalen Regentropfen auf die Chromosphäre, die dünnen Schicht aus Plasma zwischen der sichtbaren Oberfläche der Sonne und der Korona, geschlagen waren.

"Dieser Regen ist genauso dicht wie die Chromosphäre", sagt Antolin. "Er kann auf die Chromosphäre fallen und dann spritzen." Eine solche Spritzwirkung wurde in Computersimulationen vorhergesagt, aber auf der tatsächlichen Sonne noch nie beobachtet.

Die Beobachtungen allein werden die größten solaren Rätsel, wie zum Beispiel warum die diffuse Korona Millionen von Grad Celsius heißer ist als die Oberfläche der Sonne, nicht direkt lösen. Aber weitere Beobachtungen des gleichen Phänomens können dabei helfen, Details der koronalen Umgebung zu klären, wie z.B. wie leicht sich ihr Gas komprimiert oder wie ihre chemische Zusammensetzung ist.

"Wir können keine Sonde in den inneren Teil der Korona schicken, weil es dort zu heiß ist", sagt Antolin. "Deshalb können wir diese Beobachtungen als indirekte Sonden der lokalen Umgebung nutzen."

Die Beobachtungen sind "ein wichtiger Test für die Solar Orbiter selbst", sagt Mason. "Es ist gut zu sehen, wozu die Solar Orbiter in der Lage ist."

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