Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Die Wissenschaftler und ihre Forschungsteams erhalten rund 40 Millionen Euro Förderung für ihre Arbeiten

Ein Zusammenstoß vor fast 30 Jahren hat die Atmosphärenchemie des Jupiters nachhaltig verändert; die Nachwirkungen helfen noch immer, den Gasriesen besser zu verstehen.

Wie ein Exoplanet das Aufbäumen seines Heimatsterns überlebte

Das Leben auf der Erde, wie wir es heute kennen, ist vielen Zufällen zu verdanken – und dem Planeten Jupiter. Seine gewichtige Rolle im Sonnensystem ist ein Aspekt von dessen bewegter Geschichte, die Thorsten Kleine und Joanna Drążkowska vom Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung anhand von Meteoriten und Computersimulationen untersuchen.

Zur diesjährigen Jahresversammlung der Max-Planck-Gesellschaft sind vom 20. bis 22. Juni über 800 interne und externe Gäste nach Göttingen gekommen. Mit stehender Ovation verabschiedete die Festversammlung Martin Stratmann. Patrick Cramer, der neue Präsident der Max-Planck-Gesellschaft, skizzierte in seiner Antrittsrede die Ziele seiner Amtszeit.

Das Leben auf der Erde, wie wir es heute kennen, ist vielen Zufällen zu verdanken – und dem Planeten Jupiter. Seine gewichtige Rolle im Sonnensystem ist ein Aspekt von dessen bewegter Geschichte, die Thorsten Kleine und Joanna Drążkowska vom Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung anhand von Meteoriten und Computersimulationen untersuchen.

Hans-Peter Doerr vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung hat drei Wochen am Big Bear Solar Observatory in Kalifornien gearbeitet. Er erklärt, warum das Sonnenteleskop im Wasser steht, erzählt von Anglern, Waffennarren und von alternativen Wegen des Datentransports.

Die bizarre Landschaft auf dem Foto ist nicht von dieser Welt. Vielmehr zeigt die Aufnahme den zentralen Bereich des Occator-Kraters auf Ceres.

Sie sahen aus wie überdimensionierte Garnrollen, steckten voller Technik aus mehreren Max-Planck-Instituten und sollten unser Verständnis der Sonne und des interplanetaren Mediums erheblich erweitern: Vor mehr als 40 Jahren wurden die beiden Helios-Sonden gestartet und auf eine gewagte Mission in die Hitze unseres Heimatsterns geschickt. Die beiden Raumfahrzeuge stehen aber auch für eine erfolgreiche wissenschaftliche Zusammenarbeit über Ländergrenzen hinweg.

Kleine Körper auf Umlaufbahnen um die Sonne sind entweder Kometen oder Asteroiden – so stand es lange in den Lehrbüchern. Am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen erforscht Jessica Agarwal „aktive Asteroiden“, das sind Kleinkörper, die so recht in keine klassische Schublade passen.

Erstmals erreichte eine Raumsonde die Ceres. Mit den beiden Kameras an Bord erkunden die Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen die dunkle Oberfläche des Zwergplaneten. Wassereis haben sie schon entdeckt. Aber ruht tief unter den Kratern auch noch ein Ozean?

Um die magnetische Aktivität der Sonne zu verstehen, müssen wir die großräumigen Bewegungen verstehen, die die Magnetfelder im Inneren der Sonne antreiben. Diese Bewegungen werden durch kleinskalige rotierende Konvektion angetrieben. Die derzeit besten Modelle für die großräumige Dynamik sind falsch und sagen nicht einmal das richtige Vorzeichen für die differenzielle Breitenrotation der Sonne voraus - die Polregionen der Sonne rotieren langsamer (sie benötigen etwa 35 Tage für eine Umdrehung) als der Äquator (der etwa 25 Tage benötigt). 

Planetare Strahlungsgürtel sind Regionen, in denen das Magnetfeld eines Planeten in der Lage ist, energiereiche, geladene Teilchen wie Protonen und Elektronen in großer Zahl einzufangen. Lange wurden die terrestrischen Strahlungsgürtel als Prototyp für alle anderen Strahlungsgürtel in unserem Sonnensystem aufgefasst. Messungen im Saturnsystem an Bord der Raumsonde Cassini haben allerdings gezeigt, dass die dort ablaufenden physikalischen Prozesse anders sind als bei der Erde. Ein Instrument des MPI für Sonnensystemforschung (MPS) entdeckte sogar einen bisher unbekannten Strahlungsgürtel.

Die Helligkeitsschwankungen kühler Sterne zeugen von der Wechselwirkung der Materie mit dem Magnetfeld in deren Atmosphären. Basierend auf aktuellen Beobachtungsdaten haben wir Computersimluationen durchgeführt, die zu einem besseren Verständnis über den Ursprung der stellaren magnetischen Aktivität und der daraus resultierenden Helligkeitsschwankungen beitragen. Zudem lassen sich aus diesen Messungen Rückschlüsse ziehen, wie sich die magnetische Aktivität der Sonne in der Vergangenheit verhalten hat und in Zukunft möglicherweise verhalten wird, sowie auf dessen Einfluss auf das Erdklima.

Forscher der Abteilung ‘Das Innere der Sonne und der Sterne’ am MPI für Sonnensystemforschung haben neue, riesige wirbelförmige Wellen in der Sonne entdeckt. Aufgrund ihrer langen Oszillationsperioden von mehreren Monaten wurden für die Detektion dieser Wellen mehrjährige Beobachtungen mithilfe des Solar Dynamics Observatory (SDO) benötigt, eines NASA-Satelliten, der seit 2010 in Betrieb ist. Diese Wellen sind ein wichtiger Beitrag zur Dynamik der solaren Konvektionszone auf den größten räumlichen Skalen. Sie bieten eventuell eine neue Möglichkeit, das Sonneninnere zu erforschen.

Die Bedingungen zu erkunden, welche im frühen Sonnensystem geherrscht haben, war das Ziel der NASA Mission Dawn [1], an der sich das MPS mit zwei baugleichen Kameras beteiligte. Dawn erforschte zunächst den Asteroiden Vesta und im Folgenden Ceres. Die Missionsphase bei Ceres hat zu bemerkenswerten Entdeckungen geführt. Wassereis ist sowohl auf der Oberfläche als auch im Inneren der Ceres vorhanden und hat deren Mineralzusammensetzung modifiziert. Darüber hinaus gelang der Nachweis von kryomagmatischer Aktivität.