trillende fibrillen, explosieve temperatuurstijgingen, en de voetafdrukken van coronale lussen:13 artikelen die vandaag zijn gepubliceerd, geven een overzicht van de resultaten van de tweede vlucht van het zonne-observatorium Sunrise in een ballon.

Tijdens zijn twee vluchten in 2009 en 2013 het door een ballon gedragen zonneobservatorium Sunrise ervoer een uniek zicht op onze zon:vanaf een hoogte van meer dan 35 kilometer en uitgerust met de grootste zonnetelescoop die ooit de aarde had verlaten, Sunrise was in staat om structuren met een grootte van 50 kilometer op te lossen in het ultraviolette (UV) licht van de zon. Het journaal Astrophysical Journal Supplement wijdt nu in totaal 13 artikelen aan de resultaten van de tweede vlucht van Sunrise. Deze worden aangevuld met vier artikelen op basis van gegevens van de eerste vlucht die nu zijn geanalyseerd. Op deze manier, de speciale editie schetst het meest uitgebreide en gedetailleerde beeld van de grenslaag tussen het zichtbare oppervlak van de zon en zijn atmosfeer in ultraviolet licht. De Special Issue rapporten, onder andere, op hete explosies, oscillerende vezelachtige structuren, en de oorsprong van enorme plasmastromen. Het Max Planck Instituut voor Onderzoek van het Zonnestelsel (MPS) in Duitsland, hoofd van het Sunrise-project, heeft een belangrijk aandeel in alle 17 publicaties.

Veel van de geheimen van de zon worden alleen onthuld in het ultraviolette (UV) licht dat onze ster de ruimte in straalt. Echter, aangezien de atmosfeer van de aarde het grootste deel van deze straling wegfiltert, een observatiepositie boven deze luchtlaag is ideaal voor zonneonderzoekers. Het door een ballon gedragen zonne-observatorium Sunrise biedt toegang tot deze positie - zonder de immense kosten van een ruimtemissie. gedragen door een enorme heliumballon, Zonsopgang bereikt een hoogte van meer dan 35 kilometer, het grootste deel van de atmosfeer van de aarde eronder achterlatend.

Dit concept is al twee keer succesvol gebleken. Terwijl Sunrise getuige was van een onverwacht lang activiteitenminimum tijdens zijn eerste vlucht in 2009, in 2013 presenteerde onze ster zich van een sterkere kant:bijna zes dagen lang Sunrise had een uitstekend zicht op zonnevlekken en actieve regio's. Een paar maanden later publiceerden MPS-onderzoekers de eerste resultaten van deze vlucht. Duidelijker dan ooit tevoren, de UV-gegevens onthullen fijne structuren in de lagere atmosfeer van de zon die slechts enkele kilometers groot zijn, zoals heldere punten en langgerekte fibrillen nabij de zonnevlekken.

Sinds ongeveer een jaar, de meeste Sunrise II-gegevens zijn volledig gereduceerd en vormen nu de basis van 13 van de artikelen die vandaag zijn gepubliceerd. In deze, de onderzoekers werken bijvoorbeeld hun analyse van de fibrilachtige structuren uit en bepalen hun vorm en levensduur. Een van de resultaten:hun intensiteit en breedte fluctueren op tijdschalen van enkele seconden. Dergelijke gedetailleerde studies werden mogelijk gemaakt door de hoge resolutie van Sunrise en de lange reeks waarnemingen.

"Met een ruimtelijke resolutie van 50 tot 100 kilometer, Sunrise levert nauwkeurigere waarnemingsgegevens in ultraviolet licht dan enige andere op een ballon gebaseerde zonnetelescoop op basis van erts. " zegt Prof. Dr. Sami K. Solanki, directeur bij de MPS en hoofd van de Sunrise-missie. In aanvulling, met zijn twee instrumenten SuFI (Sunrise Filter Imager) en IMaX (Imaging Magenograph Experiment), Sunrise kijkt naar een belangrijke regio van zonneonderzoek. In het gebied tussen het zichtbare oppervlak van de zon, de fotosfeer, en de corona, de bovenste laag van de atmosfeer van de zon, onderzoekers hopen antwoorden te vinden op enkele van de belangrijkste open vragen van de zonnefysica:hoe is het mogelijk dat de corona met ongeveer een miljoen graden aanzienlijk heter is dan de fotosfeer met slechts 5000 graden? Op welke manier wordt de benodigde energie uit de fotosfeer naar de corona getransporteerd en omgezet in warmte? Wat is de rol van de dynamiek van de zon, zeer complexe magnetische velden? "Alles wijst erop dat kleinschalige en kortstondige processen bepalend zijn, ", zegt Sunrise-projectwetenschapper Dr. Tino Riethmüller van de MPS.

Deze ontdekken is de missie van Sunrise. Op de eerste dag van de tweede vlucht, bijvoorbeeld, het observatorium was getuige van een Ellermann-bom, een explosieve maar gelokaliseerde toename van stralingsintensiteit en temperatuur. Dit fenomeen doet zich over het algemeen voor in zich ontwikkelende actieve gebieden en wordt beschouwd als een teken van een dramatische reconstructie van het magnetische veld van de zon. Magnetische energie wordt daarbij omgezet in warmte, onder andere. De simulaties die de waarnemingsgegevens aanvullen, suggereren dat deze veranderingen in de magnetische veldarchitectuur hun oorsprong vinden in de fotosfeer, ongeveer 200 kilometer boven het zichtbare oppervlak van de zon.

Een ander proces dat de relatief koele fotosfeer verbindt met de hete corona zijn coronale lussen, indrukwekkende boogvormige plasmastromen in de zonneatmosfeer. Sommigen van hen meten tot 100, 000 kilometer groot. De uitgangspunten van deze structuren liggen vaak in de buurt van actieve gebieden. De Sunrise-gegevens maken nu een nauwkeurig beeld van deze "voetafdrukken" mogelijk. Het blijken plaatsen te zijn met sterke magnetische contrasten:kleine regio's waarin de magnetische polariteit tegengesteld is aan hun overheersende omgeving. De interactie van deze gebieden drijft massa- en energietransport de atmosfeer in.

"De gegevens van de twee Sunrise-vluchten zijn een ware schatkamer voor zonnefysica", zegt Solanki. De analyse van de gegevens gaat nog jaren door. In aanvulling, de MPS plant momenteel een derde vlucht van het ballon-observatorium.