Für seine Dissertation “On the properties of solar coronal holes, their magnetic structure, and how their location on the Sun affects the solar wind velocities near Earth” erhielt Dr. Stefan Hofmeister den PhD Thesis Prize der European Physical Society (EPS) sowie den Award of Excellence 2020 des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung. Die Dissertation wurde am Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie des Instituts für Physik der Universität Graz unter der Betreuung von Univ.-Prof. Astrid Veronig durchgeführt. Seine Arbeit wurde vom JungforscherInnenfonds der Steiermärkischen Sparkassen gefördert. Zudem erlaubte ihm ein Marietta-Blau Stipendium des Österreichischen Austauschdienstes während zehn Monaten seiner Dissertation mit internationalen Expertinnen und Experten in Deutschland, Belgien, und Dänemark zusammenzuarbeiten.
In seiner Arbeit untersuchte Stefan Hofmeister den Zusammenhang zwischen koronalen Löchern auf der Sonne und der Geschwindigkeit der schnellen Sonnenwindströme nahe der Erde. Koronale Löcher bezeichnen großskalige Strukturen mit reduzierter Dichte und Temperatur in der Sonnenkorona, der Millionen Grad heißen äußersten Schicht unserer Sonne. Koronale Löcher besitzen eine „offene“ Magnetfeldstruktur, das heißt, das Magnetfeld schließt sich erst weit im interplanetaren Raum. Entlang dieser offenen Magnetfeldlinien wird solares Plasma zu Überschallgeschwindigkeiten bis zu 800 km/s beschleunigt und formt so die sogenannten schnellen Sonnenwindströme. Diese breiten sich durch den gesamten interplanetaren Raum aus. Treffen sie auf die Erdatmosphäre, können sie geomagnetische Stürme auslösen. Durch die Analyse von hochauflösenden Beobachtungen der Satelliten Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA und Hinode der japanischen Weltraumbehörde fand Stefan Hofmeister heraus, dass sich das Magnetfeld in koronalen Löchern aus einer Vielzahl von kleinskaligen magnetischen Elementen zusammensetzt, die insgesamt jedoch nur etwa 4% der Fläche des koronalen Lochs bedecken. Magnetische Elemente mit Lebenszeiten von weniger als 40 Stunden treten gleich oft mit positiver und negativer Polarität auf, was sie als Fußpunkte von magnetischen Bögen ausweist. Dagegen besitzen alle magnetischen Elemente mit Lebenszeiten von mehr als 40 Stunden dieselbe Polarität, was sie als Fußpunkte der „offenen“ Magnetfeldlinien der koronalen Löcher identifiziert, welche bis weit in den interplanetaren Raum reichen. Zudem haben Stefan Hofmeisters Studien gezeigt, dass die Sonnenwindgeschwindigkeit nahe der Erde sowohl von der Fläche als auch von der Position der koronalen Löcher auf der Sonne abhängt. Je größer ein koronales Loch ist, und je näher es an der Ekliptik liegt, desto höher ist die gemessene Sonnenwindgeschwindigkeit in der Nähe der Erde, und desto stärker sind die zugehörigen geomagnetischen Effekte. Diese Ergebnisse sollen zukünftig verwendet werden, um die Vorhersage von geomagnetischen Stürmen zu verbessern.
Mit Oktober 2020 hat Stefan Hofmeister eine post-doc Karriere an der renommierten Columbia University in New York (USA) angetreten. Hier ist er mittels spektroskopischen Daten sowie den neuen Daten der revolutionären Parker Solar Probe Mission weiteren Geheimnissen des Sonnenwindes auf der Spur.
