�SPACE WEATHER� WIRD DURCH NEUE METHODE BERECHENBARER
Das
"Space Weather", also die gefürchteten Sonnenwinde und Eruptionen,
besser zu verstehen, wird nun mit der Entwicklung räumlich
hochauflösender Beobachtungs- und Berechnungsverfahren möglich. Erstmals
wird es so gelingen, die Zusammenhänge auf der Sonne zu studieren, die
zur Aktivität der Sonne führen. Dazu werden jetzt in einem aktuellen
Projekt des Wissenschaftsfonds FWF neue Methoden entwickelt, die eine
dreidimensionale grafische Darstellung und das Studium des zeitlichen
Verlaufs von Vorgängen im Inneren der Sonne erlauben. Diese ermöglichen
es, detailgetreue Beobachtungsdaten der Sonne mit komplexen
Computersimulationen dortiger Vorgänge in Verbindung zu setzen.
Auf
der Sonne geht es rund � und hoch her: Dynamoeffekte erzeugen
Magnetfelder, die gemeinsam mit Strömungen an die Oberfläche der Sonne
gelangen und so die Aktivität der Sonne bestimmen. Von der Aktivität der
Sonne hängt ab, was wir auf der Erde an Strahlung empfangen und
langfristige Variationen können auch das Klima auf der Erde
beeinflussen.
DATENFLUT FÜR SONNENWIND
Dabei interessiert
sich das Team um den Projektleiter Prof. Arnold Hanslmeier speziell für
sogenannte solare Flussröhren. Diese wurden erst vor wenigen Jahren
entdeckt und stellen eine Vorstufe der Sonneneruption dar. Dazu Prof.
Hanslmeier: "Man nimmt an, dass Flussröhren sich ein paar Tage vor einer
Eruption unter der Sonnenoberfläche bilden. Doch wie es dazu kommt, ist
weitestgehend unbekannt." Von weiterem Interesse für das Team sind auch
Heizungsmechanismen, die von der Sonnenoberfläche unmittelbar auf die
untere Sonnenatmosphäre wirken.
Die von Prof. Hanslmeier zu
entwickelnden Methoden werden es erlauben, sowohl Daten von
hochauflösenden Teleskopaufnahmen als auch von komplexen
Computer-Simulationen miteinander in Zusammenhang zu setzen. Tatsächlich
hinken die bisher verfügbaren Berechnungsmethoden der rasanten
Entwicklung von Teleskopen und Computer-Power hinterher, wie der
Projektleiter erläutert: "Neue hochauflösende Sonnenteleskope und
Supercomputer liefern solche Mengen an Daten, dass es unmöglich ist,
alle Daten im Einzelnen zu analysieren. Dazu sind Automatisierungen
notwendig � die wir nun entwickeln. Damit werden wir eine bisher
ungeahnte zeitliche und räumliche Auflösung bei den Berechnungen der
Sonnendynamik erreichen. Besonders freut uns, dass wir Gelegenheit haben
werden, mit Europas größtem Sonnenteleskop auf den kanarischen Inseln
zu arbeiten."
SEGMENTIERT & KALKULIERT
Konkret werden
im Projekt 2D- und 3D-Algorithmen entwickelt, die anhand von Bild- und
Simulationsdaten solare Flussröhren in kleinsten Segmenten berechnen
können. Ergänzt werden diese Untersuchungen mit vergleichbaren
Segmentierungen von konvektiven Auf- und Abwärtsströmungen des heißen
Sonnenplasmas. Den Nutzen dieser Berechnungen erläutert Prof. Hanslmeier
so: "Die Segmentierungen ermöglichen es, eine dreidimensionale
grafische Darstellung der solaren Flussröhren und Konvektionsströme
vorzunehmen. Gleichzeitig können wir die zeitliche Entwicklung dieser
dreidimensionalen Darstellung verfolgen. Damit erhalten wir ein
wichtiges Bindeglied zwischen tatsächlichen Beobachtungen und
theoretischen Simulationen." Für das Team um Prof. Hanslmeier ist dieses
Bindeglied der Schlüssel zu einem besseren Verständnis der Mechanismen,
die Flussröhren entstehen lassen und deren Entwicklung zu
Sonneneruptionen beeinflussen.
Damit werden die Ergebnisse dieses
vom FWF unterstützten Projekts eine grundlegende Möglichkeit bieten,
die Intensität von Sonnenausbrüchen und Sonnenwinden besser zu
verstehen, früher zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zu treffen.
Vor dem Hintergrund des Gefahrenpotenzials, das starke Sonnenwinde für
essenzielle elektrische Infrastruktur im All und auf der Erde
darstellen, werden diese Ergebnisse eine Bedeutung haben, die weit über
grundlegende Erkenntnisse hinausgeht.