Endbericht

Die theoretische Untersuchung von MHD Wellen und Schwingungen im Solaren Plasma sowie die Interpretation von Beobachtungen der Dynamik und Energiefreisetzungsprozesse in der Sonnenatmosphäre bilden den Hauptfokus des Projekts. Besonders beleuchtet wurden die Prozesse der nichtlinearen Dynamik von MHD Wellen und die Rolle der durch die Anwesenheit von teilweise ionisiertem Helium und Wasserstoff im solaren chromosphärischen und koronalen Plasma hervorgerufenen erhöhten Anzahl von neutralen Atomen, welche auf einer physikalisch korrekten und einheitlichen Art und Weise einkalkuliert wurde. Der theoretische Teil des Projektes umfasst analytische Annäherungen und mathematische Simulationen mit dem Ziel die komplexen dynamischen Prozesse und Energiefreisetzungsprozesse zu quantifizieren. Die Beobachtungs- und Datenanalyseaktivität bestand in der Anwendung von fortgeschrittener Datenanalyse-Technik auf Daten von aktuellen Weltraummissionen und Beobachtungsprogrammen.

Eine der größten Errungenschaften des Projekts besteht in der Entwicklung einer universellen Annäherung zur Beschreibung von dynamischen Prozessen und Wellen unter Verwendung der „Multi-fluid plasma magnetohydrodynamic (MHD)“. Diese Annäherung wurde dann für die Untersuchung der Dispersions– und Ausbreitungseigenschaften der grundlegenden MHD Wellen-Modi, die in der Sonnenphysik wichtig sind, verwendet. Die durchgeführte Studie bestätigt die Signifikanz von Ion-neutralen Kollisionen für den Energietransport und für Wärmeprozesse im teilionisierten Plasma der solaren Photosphäre, der Chromosphäre und bei Sonnenprotuberanzen. Es wurde gezeigt, dass auch neutrales Helium – neben neutralem Wasserstoff – eine zusätzliche wichtige Rolle bei der Energiedissipation im relativ kalten Plasma (10.000 -40.000 K) der Sonnenprotuberanzen spielen.

Das Projekt verbindet theoretische Forschung im Bereich der solaren Plasmaphysik mit der Analyse und Interpretation von Beobachtungsdaten, welche von internationalen Beobachterteams zur Verfügung gestellt wurden. Im Speziellen wurden transversale Schwingungen, Kink-Instabilitäten und Solitonen in Magnetfeldbögen aktiver Flare-Regionen, sowie Kink-Wellen und Spikulen untersucht und dafür physikalische Erklärungen gefunden. Zusätzlich wurde ein neuer Mechanismus zur Interpretation von 5-min Schwingungen in der Sonnenkorona, verbunden mit einem nichtlinearen Effekt hervorgerufen durch einen ursprünglichen Geschwindigkeitspuls, vorgeschlagen.

Im Zuge der Projektarbeit erarbeiteten die Projektmitarbeiter mehrere Nachfolge-FWF-Projekte und spielten leitende Rollen in Forschungs- und Entwicklungskonsortien in drei EU Projekten: SolSpaNet (Teilprojektleiter), Europlanet (Teilprojektleiter) und IMPEx (Projektkoordinator).