Kombinierte Beobachtungen mit LOFAR und Parker Solar Probe / Solar Orbiter

Sonneneruptionen, insbesondere Solare Flares, sind Quellen hoher Flüsse an energetischen Elektronen. Auf ihrem Weg durch die Korona können diese Elektronen Radiostrahlung über den Plasmaemissions - Mechanismus erzeugen. Die Frequenz der Radiostrahlung hängt dabei nur von der Elektronendichte in der Quellregion ab, und nicht von weiteren Plasmaparametern. Die typischen Dichten der mittleren und oberen Korona entsprechen dabei dem Frequenzbereich 10 – 250 MHz von LOFAR. Niedrigere Frequenzen, die dem Übergang von der Korona in den Sonnenwind entsprechen, können die Ionosphäre der Erde nicht durchdringen und sind daher nur von Raumsonden beobachtbar.

Zur Zeit gibt es zwei Weltraummissionen die die innere Heliosphäre erkunden, Parker Solar Probe (PSP) und Solar Orbiter. Beide Raumsonden weisen stark elliptische Bahnen auf. PSP nähert sich im Perihel der Sonne bis auf 10 Sonnenradien an. Solar Orbiter bleibt mit einer Periheldistanz von 0.28 AE weiter von der Sonne entfernt, ist aber im Gegensatz zu PSP mit Teleskopen für den optischen, EUV und Röntgenbereich ausgestattet die direkt auf die Sonne gerichtet sind. Beide Sonden tragen auch Radioinstrumente, die Radiobursts auf ihrem Weg durch den interplanetaren Raum verfolgen können, und Teilchendetektoren, die energetische Elektronen vor Ort untersuchen können.

Die Abbildung zeigt die Verbindung zwischen Röntgen, Radio und vor Ort gewonnen Daten. Die Kombination von Beobachtungen der Röntgenemission nahe der Quelle energetischer Elektronen, der Radiostrahlung entlang ihres Wegs durch die Korona und den interplanetaren Raum, und lokaler Beobachtungen liefern Informationen über den Erzeugungsmechanismus und die Transporteigenschaften dieser Elektronen.

Daher ergänzen sich Radiobeobachtungen mit LOFAR und Daten von Weltraummissionen ideal. Es wurden bereits gemeinsame Beobachtungskampagnen von LOFAR und PSP durchgeführt, und zukünftige mit PSP und Solar Orbiter sind geplant. Solche Beobachtungskampagnen nutzen LOFARs Fähigkeit, gleichzeitig verschiedene Beobachtungsmodi auf Teilen des LOFAR-Netzwerks laufen zu lassen:

• Interferometrische Abbildungen der Sonnenkorona
• „Beam-formed“ Bilder der Sonne mit hoher zeitlicher und niedriger räumlicher Auflösung
• Dynamische Radiospektren
• Interplanetare Szintillation
• Pulsar-Beobachtungen zur Untersuchung interplanetarer Magnetfelder

Sie liefern dadurch ein umfassendes Bild der inneren Heliosphäre. Zur Auswertung dieser Daten konnten wir das DFG - Projekt "LOFAR-Beobachtungen der Sonnenkorona während Periheldurchgängen der Parker Solar Probe" im Rahmen der Deutsch – Polnischen Initiative “BEETHOVEN CLASSIC 3” einwerben, in Zusammenarbeit mit der University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Polen.