Energetische Ionen und Elektronen in Sonnenjets

• Antragsteller: Professor Dr. Bernd Heber, seit 10/2019
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411010162

Die Beschleunigung von Ionen und Elektronen in Sternflares ist im Universum allgegenwärtig, jedoch ist unsere Sonne das einzige astrophysikalische Objekt, an dem energiereiche Teilchen und deren Quellenflares gemeinsam beobachtet werden können. Der Beschleunigungsmechanismus in Sonnenflares, der die Anzahl der seltenen Elemente wie 3He und ultra-schweren Kerne (wie 197Au und 207Pb) bis zum Faktor zehntausend erhöht, ist seit fast 50 Jahren rätselhaft und stellt eines der extremsten Fraktionierungsbeispiele in der Astrophysik dar. Der gemessene Anstieg der schweren Ionen, welcher mit der Ionenmasse zunimmt, steht in Konflikt mit dem Anstieg des am stärksten vertretenen massearmen 3He-Elements, was darauf hindeutet, dass mehr als ein Mechanismus an der Ionenbeschleunigung beteiligt ist. Flares, welche mit entweichenden energetischen Partikeln verbunden sind, wurden üblicherweise in jetartigen Formen beobachtet, was eine Magnetfeldrekonnektion der Feldlinien, die zum interplanetaren Raum hin offen sind, impliziert. Dieses Projekt zielt darauf ab, unser Verständnis der Mechanismen in Sonnenflares, die zur Anreicherung der 3He Ionen beitragen, zu verbessern, indem zum ersten Mal die Verbindung zwischen den energiereichen Ionen und Elektronen und ihren solaren Quellen untersucht wird. Das Projekt löst konkret 1) den Unterschied von Teilchenquellen auf der Sonne bei Ereignissen mit einer gemeinsamen Ionen- und Elektronendetektion auf im Vergleich zu Quellen, bei denen nur eine Teilchenkomponente dominant ist und 2) inwieweit die Injektion und der Transport in den interplanetaren Raum für den Mangel an Ionen- oder Elektronendetektion verantwortlich sind. Das Fragestellung von 1) wird adressiert, indem hochauflösende Bilder aus Beobachtungen der Jet-Struktur und der darunterliegenden Magnetfelder mit den in-situ beobachteten Eigenschaften von energiereichen Ionen und Elektronen in Beziehung gebracht werden. Das Fragestellung von 2) wird untersucht, indem eine verzögerte Injektion (zwischen den niedrig- und hochenergetischen Elektronen und zwischen Elektronen und Ionen) mit Eigenschaften der Solarquellen in Beziehung gesetzt wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Linghua Wang, Ph.D.
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Radoslav Bucik, Ph.D., bis 10/2019