Forscher haben mit dem Advanced Owens Valley Radio Observatory Long Wavelength Array bahnbrechende Radiobilder des „Feuerrings“ der Sonnenfinsternis aufgenommen. Diese Technologie verspricht große Fortschritte bei der Sonnenbeobachtung. Wissenschaftler am Center for Solar-Terrestrial Research (NJIT-CSTR) des New Jersey Institute of Technology haben die Sonnenfinsternis vom 14. Oktober auf noch nie dagewesene Weise eingefangen – indem sie das erste Radiobild des berühmten „Feuerringeffekts“ einer ringförmigen Sonnenfinsternis aufgenommen haben.
Radiobild der Sonnenfinsternis vom 14. Oktober 2023, beobachtet vom Owens Valley Radio Observatory Long Wavelength Array: Eine schematische Darstellung des Bildes der Sonnenfinsternis im sichtbaren Licht zur gleichen Zeit. Quelle: SijieYu
Die partielle Sonnenfinsternis wird am Samstag mehrere Stunden lang auf weiten Teilen des nordamerikanischen Kontinents sichtbar sein, der vollständige „Feuerring“-Effekt dauert jedoch weniger als fünf Minuten und wird nur für diejenigen sichtbar sein, die sich auf dem 125 Meilen breiten Pfad der ringförmigen Sonnenfinsternis befinden.
Neue Beobachtungen einer Radiofinsternis – die viel länger dauerte als die jüngsten partiellen Finsternisse, die Millionen von Menschen auf der Erde erlebten – lieferten jedoch atemberaubende Bilder der Finsternisringe bei Radiowellenlängen, die mehr als eine Stunde dauerten.
Forscher nutzten das neu in Betrieb genommene Owens Valley Radio Observatory Long Wavelength Array (OVRO-LWA) in Kalifornien, um bahnbrechende Beobachtungen von Radiowellen aus der ausgedehnten Korona der Sonne zu machen, während der Mond zwischen der Erde und dem nächsten Stern vorbeizieht.
„Es ist ziemlich spektakulär, endlich die Sonnenfinsternis des ‚Ring of Fire‘ auf diese Weise zu sehen … Wir haben noch nie zuvor Radiobilder der Sonne in dieser Qualität gesehen“, sagte Dale Gary, NJIT-CSTR Distinguished Professor of Physics und Co-Forscher des OVRO-LWA-Projekts, das von der National Science Foundation finanziert wird.
Beobachtungen der Sonnenfinsternis vom 14. Oktober nahe der maximalen Bedeckung, aufgezeichnet vom Owens Valley Radio Observatory-Long Wavelength Array (OVRO-LWA). Die durchgezogenen und gestrichelten Kreise umreißen die sichtbare Sonnenscheibe bzw. den bedeckenden Mondrand. Bemerkenswert ist, dass die Radiosonne gelegentlich aufgrund der Brechung von Radiowellen durch Fluktuationen in der Ionosphäre verzerrt wird, ein Effekt, der an die Betrachtung der Sonne unter gewelltem Wasser erinnert. Da das Video bei Sonnenaufgang beginnt, macht sich diese Verzerrung besonders früh im Sonnenaufgang bemerkbar. Bildquelle: Yu Sijie
„Normalerweise können wir die Korona vom Boden aus nicht sehen, außer während einer totalen Sonnenfinsternis, aber jetzt mit OVRO-LWA können wir bis zur Korona sehen. Diese Sonnenfinsternis macht es noch dramatischer.“
„Von unserem Beobachtungsstandort in Kalifornien aus befinden wir uns nicht in der Beobachtungszone der ringförmigen Sonnenfinsternis, aber wir können die gesamte ringförmige Sonnenfinsternis deutlich über Radio ‚sehen‘. Aufgrund der Empfindlichkeit des Radios gegenüber der ausgedehnten Korona zeigt es, dass die Sonnenscheibe viel größer als sichtbares Licht ist.“ sagte Chen Bin, außerordentlicher Professor in der NJIT-CSTR-Abteilung für Physik, der die Datenreduktions- und -verarbeitungsarbeit mit den NJIT-Forschern Surajit Mondal und Yu Sijie leitete.
„Aus wissenschaftlicher Sicht ist dies eine einzigartige Gelegenheit, den Rand des Mondes als bewegliche ‚Messerschneide‘ zu nutzen, um die effektive Winkelauflösung zu verbessern und die ausgedehnte Korona der Sonne mit der höchstmöglichen Auflösung bei diesen Wellenlängen zu untersuchen“, sagte Chen Bin.
OVRO-LWA ist ein institutsübergreifendes Projekt unter der Leitung von Gregg Hallinan vom California Institute of Technology (Caltech), das eine Reihe von 352 Antennen verwendet, um Tausende von Radiowellenlängen zwischen ~20 und 88 MHz abzutasten. Für die Solarwissenschaft liefert es die qualitativ hochwertigsten Bilder der Radiosonne in diesem Wellenlängenbereich, der etwa doppelt so groß ist wie die sichtbare Sonnenscheibe.
„Die Dokumentation dieses spektakulären Ereignisses ist eine perfekte Gelegenheit, den erfolgreichen Betrieb von OVRO-LWA als neue Radioanlage anzukündigen, die die Sonne und viele andere Himmelskörper untersuchen kann, darunter Exoplaneten, kosmische Strahlung, das frühe Universum und mehr“, sagte Hallinan.
Die nächste ringförmige Sonnenfinsternis wird voraussichtlich im Oktober 2024 in Südamerika auftreten, und die Amerikaner müssen bis Juni 2039 warten, um die nächste „Ring of Fire“-Finsternis auf unserem Heimatboden zu sehen. Die in den zentralen Vereinigten Staaten sichtbare totale Sonnenfinsternis wird jedoch früher als erwartet am 8. April nächsten Jahres stattfinden.
Das Team sagte jedoch, die jüngste Sonnenfinsternis sei ein herausragendes Beispiel dafür, wie das Instrument zum ersten Mal zur Beobachtung der Sonne eingesetzt wurde. Mit den neuen Fähigkeiten, die OVRO-LWA bereitstellt, wird in naher Zukunft mit spannenden wissenschaftlichen Forschungen gerechnet, insbesondere wenn die Sonnenaktivität im aktuellen 11-Jahres-Sonnenzyklus ihren Höhepunkt beim erwarteten „Sonnenmaximum“ im Jahr 2025 erreicht.
„Wir entwickeln derzeit eine automatisierte Datenverarbeitungspipeline, die bald Sonnenbilder nahezu in Echtzeit erzeugen und der Öffentlichkeit zugänglich machen wird“, sagte Chen. „Diese Sonnenfinsternisbilder sind ein Proof-of-Concept für diese Arbeit. Die beispiellosen Datenprodukte, die auf den Markt kommen werden, werden neue Entdeckungsmöglichkeiten für die Sonnenastronomie und die Weltraumwetterforschung eröffnen.“