Die äußere Atmosphäre der Sonne, die Korona, weist Temperaturen von 1 bis 2 Millionen Grad Celsius auf. Dies steht im Widerspruch zur deutlich kühleren Photosphäre darunter, die nur etwa 5.500 Grad Celsius erreicht. Dieses Phänomen beschäftigt die Astrophysik seit den 1930er Jahren.
Spektroskopische Entdeckungen
Während der totalen Sonnenfinsternis 1869 beobachteten Astronomen eine grüne Spektrallinie bei 530,3 Nanometern, die keinem bekannten Element zugeordnet werden konnte. Die Linie wurde zunächst einem hypothetischen Element „Coronium“ zugeschrieben. 1939 identifizierte der deutsche Astronom Walter Grotrian diese Linie als Übergang in hochionisiertem Eisen. Der schwedische Physiker Bengt Edlén bestätigte später, dass es sich um Eisen handelt, dem 13 seiner 26 Elektronen fehlen.
Solche hochgradig ionisierten Atome entstehen nur bei extremen Temperaturen. Weitere Berechnungen ergaben, dass die Korona Temperaturen zwischen 1 und 2 Millionen Kelvin erreicht. Die dünne Plasmadichte der Korona ermöglicht sogenannte verbotene Übergänge, die in dichterer Materie nicht auftreten.
Physikalische Besonderheiten
Die hohe Temperatur der Korona bedeutet nicht, dass sie mehr Wärmeenergie enthält als die Photosphäre. Temperatur misst die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen, nicht deren Gesamtmenge. Die Korona ist extrem dünn, weshalb Raumsonden wie die Parker Solar Probe die Millionen Grad heiße Umgebung überstehen können, während ihr Hitzeschild nur etwa 1.400 Grad Celsius erreicht.
Die Energiequelle der Korona liegt in magnetischen Prozessen. Konvektionsbewegungen unter der Photosphäre verformen Magnetfeldlinien, die Energie in die Korona transportieren. Der genaue Mechanismus, wie diese Energie in Teilchenbewegung umgewandelt wird, bleibt jedoch ungeklärt. Unterschiedliche Regionen der Korona zeigen zudem verschiedene Heizraten und Temperaturen für verschiedene Ionenarten.
- Beobachtungen während totaler Sonnenfinsternisse
- Spektroskopische Analysen der Korona
- Messdaten der Parker Solar Probe