Astronomen haben die bislang hochauflösendsten Bilder der Sonnenoberfläche aufgenommen. Darauf zu sehen sind wirbelnde, strudelartige Muster, die an Vincent van Goghs Bild „Die Sternennacht“ erinnern, wie Reuters berichtet. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Die Aufnahmen entstanden mit dem Daniel-K.-Inouye-Sonnenteleskop der US-amerikanischen National Science Foundation auf der Insel Maui auf Hawaii. Es gilt laut BBC als das leistungsstärkste Sonnenteleskop der Welt.

Was auf den neuen Bildern zu sehen ist

Die Fotos und ein Zeitraffervideo zeigen ständig wachsende Wirbel aus heißem Plasma. Plasma entsteht, wenn Gas so stark erhitzt wird, dass sich Elektronen von den Atomen lösen. Dabei entsteht ein Gemisch aus geladenen Teilchen.

Die Strudel sind für menschliche Maßstäbe groß, für einen Stern jedoch winzig. Ihr Durchmesser reicht demnach von etwa 19 Kilometern – der kleinsten für das Teleskop erkennbaren Größe – bis zu rund 170 Kilometern.

Beobachtet wurde nur ein Ausschnitt der sogenannten Photosphäre, der sichtbaren Sonnenoberfläche. Diese Schicht ist laut Reuters mit rund 100 Kilometern vergleichsweise dünn – gemessen am gesamten Sonnendurchmesser von etwa 1,4 Millionen Kilometern.

Kelvin-Helmholtz-Instabilität: Ein Phänomen wie Wellen auf dem Meer

Die geschwungenen Muster sind keine Zufallsformen. Sie sind Reuters zufolge die erste Beobachtung eines Phänomens namens Kelvin-Helmholtz-Instabilität (KHI) auf der Oberfläche eines Sterns.

Das Phänomen wurde bereits im 19. Jahrhundert beschrieben. Es tritt auf, wenn zwei parallele Ströme von Flüssigkeiten oder Gasen aneinander vorbeiziehen und sich dabei unterschiedlich schnell bewegen.

„Die Grenzfläche kann instabil werden und wellenartige Wirbel bilden, die so lange wachsen, bis sie auseinanderbrechen – ähnlich den Wellen auf einem See oder auf dem Meer bei windigen Bedingungen“, sagte der Astronom Friedrich Wöger vom National Solar Observatory, Mitautor der Studie, laut Reuters.

Der Unterschied zur Erde: Die beteiligten Ströme bestehen auf der Sonne aus heißem Plasma mit Temperaturen um 6000 Kelvin und bewegen sich innerhalb eines Magnetfelds.

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Warum die Wirbel für die Erde wichtig sind

Die Entdeckung könnte helfen zu verstehen, wie die Sonne Energie für gewaltige Ausbrüche aufbaut. Die durch KHI erzeugten Bewegungen tragen möglicherweise dazu bei, Energie aufzubauen, die später an der Entstehung koronaler Massenauswürfe und Sonneneruptionen beteiligt ist, erklärte Studien-Mitautor David Kuridze laut Reuters.

„Interessanterweise haben Künstler diese fließende, dynamische Intuition schon lange in ihren Werken aufgegriffen“, sagte Kuridze dem Bericht zufolge. Als Beispiele nannte er Van Goghs „Sternennacht“, bei dem „die Wirbelstrukturen des Himmels den turbulenten KHI-Strukturen ähnlich“ seien, und den Holzschnitt „Die große Welle vor Kanagawa“ des japanischen Künstlers Katsushika Hokusai.

Koronale Massenauswürfe sind riesige Gasblasen, die von der Sonne ins All geschleudert werden. Sonneneruptionen sind gigantische Explosionen, die Licht, Energie und schnelle Teilchen aussenden. Treffen solche Ausbrüche die Erde, können sie nach Angaben von AP GPS-Signale, Satelliten und Stromnetze stören – und bunte Polarlichter erzeugen. Auch deswegen seien Wissenschaftler daran interessiert, die Vorgänge der Sonne besser zu verstehen.