Langfristige Sonnenoszillationen entdeckt
Langfristige Sonnenoszillationen entdeckt
Anonim

Nach der Analyse der Daten von zehnjährigen Beobachtungen des Weltraumobservatoriums Solar Dynamics Observatory entdeckten Wissenschaftler zum ersten Mal lange Schwingungen in der Sonne mit einer Periode von 27 Tagen, die auf der Oberfläche des Sterns erscheinen. Die Forschungsergebnisse werden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

In den 1960er Jahren entdeckten Sonnenphysiker Millionen akustischer Moden mit kurzen Perioden von etwa fünf Minuten, die durch konvektive Turbulenzen nahe der Sternoberfläche angeregt werden. Diese fünfminütigen Schwingungen werden kontinuierlich von bodengestützten und Weltraumteleskopen beobachtet, und Helioseismologen haben sie erfolgreich verwendet, um die innere Struktur und Dynamik unseres Sterns zu untersuchen - genau wie Seismologen die innere Struktur der Erde untersuchen.

Darüber hinaus sagten Wissenschaftler vor mehr als 40 Jahren voraus, dass es neben kurzen Schwingungen in Sternen noch viel längere gibt, die aber noch nicht entdeckt wurden.

Das Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA wurde 2010 ins Leben gerufen. Während dieser Zeit hat sie mehr als hundert Millionen Bilder zur Erde übertragen. Nach ihrer Analyse entdeckten Wissenschaftler zum ersten Mal langperiodische Schwingungen in der Sonne, vergleichbar mit der 27-Tage-Periode der Sonnenrotation. Auf der Sonnenoberfläche treten Schwingungen in Form von Wirbeln auf, die sich mit einer Geschwindigkeit von etwa fünf Kilometern pro Stunde bewegen.

"Langzeitschwingungen hängen von der Rotation der Sonne ab, sie sind nicht akustischer Natur", sagte Forschungsdirektor Laurent Gizon vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung und der Universität Göttingen in einer Pressemitteilung auf der Sonnenoberfläche für viele Jahre. Kontinuierliche helioseismische und magnetische Beobachtungen an Bord der SDO sind dafür ideal.“

Forscher haben Dutzende von Schwingungsmoden aufgezeichnet – jede mit ihrer eigenen Periode und räumlichen Abhängigkeit. Einige haben ihre Höchstgeschwindigkeit an den Polen, andere in mittleren Breiten und wieder andere am Äquator. Die Modi mit der höchsten Geschwindigkeit in Äquatornähe sind Rossby-Modi, die Wissenschaftler bereits 2018 identifiziert haben.

Anhand von Computermodellen zeigten die Autoren, dass es sich bei den nachgewiesenen Schwingungen um Resonanzschwingungen handelt, die ihren Ursprung in der unterschiedlichen Rotation der Sonne haben.

„Mit Modellen kann man ins Innere der Sonne schauen und die vollständige dreidimensionale Struktur der Schwingungen bestimmen“, erklärt einer der Autoren des Artikels, Doktorand Yuto Bekki vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

Die Forscher fanden heraus, dass die Schwingungen empfindlich auf die inneren Prozesse der Sonne reagieren, insbesondere auf die Stärke turbulenter Bewegungen und die damit verbundene Viskosität des Sonnenmediums sowie auf die Stärke konvektiver Bewegungen.

„Die Entdeckung einer neuen Art von Sonnenschwingung ist spannend, weil sie uns erlaubt, Rückschlüsse auf intrinsische Eigenschaften wie die Stärke der Konvektionsbewegung zu ziehen, die letztendlich den Sonnendynamo antreiben“, sagt Laurent Guizon.

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