Ordnung im Chaos: Braunschweiger Forschende finden eine Umkehr der Drehrichtung im Sonnenwind
Universum und Raumfahrt ·
Im Sonnenwind drehen sich die Magnetfelder auf großen Skalen bevorzugt linkshändig und auf kleinen rechtshändig, und die Umkehr liegt genau dort, wo das Plasma vom flüssigkeitsartigen zum teilchenartigen Verhalten wechselt. Das zeigen Forschende der TU Braunschweig mit Messdaten der NASA-Sonde Parker Solar Probe.
Ein Team um Dr. Masatomi Iizawa und Prof. Dr. Yasuhito Narita vom Institut für Theoretische Physik der TU Braunschweig hat im turbulenten Sonnenwind eine klare Ordnung nachgewiesen. Der Sonnenwind ist ein Strom aus elektrisch geladenen Teilchen, ein sogenanntes Plasma, der von der Sonne ins All strömt. Die Studie ist 2026 in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters erschienen. Die Mitautoren kommen aus insgesamt zehn Ländern.
Grundlage sind Magnetfeld- und Teilchenmessungen der NASA-Sonde Parker Solar Probe in Abständen zwischen 0,1 und 0,8 Astronomischen Einheiten von der Sonne. Eine Astronomische Einheit ist der mittlere Abstand zwischen Erde und Sonne. Die Messungen stammen aus dem Herbst 2021.
Die Magnetfelder im Sonnenwind sind verdrillt, Fachleute sprechen von Helizität. Auf größeren Skalen drehen sich die Felder bevorzugt linkshändig um die Richtung von der Sonne weg, auf kleineren Skalen rechtshändig. Die Umkehr liegt genau an dem Übergang, an dem sich das Plasma nicht mehr wie eine Flüssigkeit verhält, sondern wie eine Ansammlung einzelner Teilchen. Physiker nennen diese beiden Bereiche magnetohydrodynamisch und kinetisch.
Mit wachsendem Abstand zur Sonne wandert die Umkehr zu größeren Wellenlängen, also zu niedrigeren Frequenzen. Diese Verschiebung folgt nicht den örtlichen Eigenschaften des Plasmas, etwa der Ionen-Zyklotronfrequenz, mit der geladene Teilchen um die Magnetfeldlinien kreisen. Die Autoren deuten das als nichtlokale Entwicklung: Die Gestalt des Magnetfelds hängt nicht nur von den Bedingungen an Ort und Stelle ab. Gefördert wurde die Arbeit von der Deutschen Forschungsgemeinschaft.
Eine bessere Vorhersage von Sonnenstürmen folgt aus dem Ergebnis noch nicht. Weltraumwetter ist nur ein mögliches Anwendungsfeld. Dass sich die Drehrichtung im Sonnenwind umkehren kann, war aus älteren Daten der Raumsonde Ulysses im Grundsatz bekannt. Neu ist der Nachweis nahe der Sonne und die Bindung an den Übergang zwischen den beiden Verhaltensweisen des Plasmas.
Die Messdaten sind von 2021, eine Vorabfassung der Arbeit ist seit Juli 2025 öffentlich zugänglich. Neu ist die Veröffentlichung in der Fachzeitschrift im Oktober 2026. Die Pressemitteilung der Hochschule stammt vom selben Team wie die Studie.