Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Kosmische Strahlung, Wolken und ein kalter Winter: Interstellar-terrestrische Beziehungen Prof. Dr. Bernd Heber

Vortragsübersicht Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die kosmische Strahlung Sonne Das lokale interstellare Medium Die Heliosphäre Die Milchstraße Die Reise der Sonne durch die Milchstraße Fazit

Entdeckung der kosmischen Strahlung Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Entdeckung der kosmischen Strahlung 1912: Viktor Hess unternimmt Ballonflug zur Untersuchung der Radioaktivität Er entdeckt die Höhenstrahlung 1936: Nobelpreis

Nebelkammeraufnahme einer Positrons Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Nachweismethoden Nebelkammeraufnahme einer Positrons

Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Messungen

Radio- und Röntgenstrahlung Fingerabdrücke der kosmischen Strahlung Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Radio- und Röntgenstrahlung Fingerabdrücke der kosmischen Strahlung

… oder in Situ mit Technik aus Kiel und Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät … oder in Situ mit Technik aus Kiel und aller Welt (Vortrag von Herrn Müller-Mellin)

Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Messungen

Die Modulation der kosmischen Strahlung Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Modulation der kosmischen Strahlung Warum variiert die Intensität der kosmischen Strahlung? Kosmische Strahlung (Protonen) Kosmische Strahlung (Helium und Elektronen) Sonnenfleckenzahl

Das kleine Reich der Sonne Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Das kleine Reich der Sonne Die Sonne

Größenverhältnisse in Zahlen Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Größenverhältnisse in Zahlen Protonendurchmesser 1.*10-15 m Sonnendurchmesser: 1.4 Millionen km Abstand Erde – Sonne: 150 Millionen km, 100 Sonnendurchmesser Durchmesser der Heliosphäre: 600 AE (Astronomische Einheiten) Milchstrassendurchmesser: 100.000 Lichtjahre (10 Millionen Heliosphärendurchmesser Anders ausgedrückt: Wenn der Hörsaal den Milchstraßendurchmesser hätte, wäre die Ausdehnung der Heliosphäre wenige Mikrometer

Die Sonne: Historie Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Himmelskörper sind unveränderlich, struktorlos und ewig Aristoteles von Stageira ~384-322 v. Chr.

Die Sonne: Historie Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Himmelskörper sind unveränderlich, struktorlos und ewig Die Sonne hat Flecken und rotiert Christoph Schreiner 1573 - 1650

Die Sonne: Historie Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Himmelskörper sind unveränderlich, struktorlos und ewig Die Sonne hat Flecken und rotiert Entdeckung der Sonnenaktivitätsperiode Heinrich Schwabe 1789 - 1875

Die Sonne: Historie Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Himmelskörper sind unveränderlich, struktorlos und ewig Die Sonne hat Flecken und rotiert Entdeckung der Sonnenaktivitätsperiode Eugene Parker Geb. 1927 Die Atmosphäre der Sonne dehnt sich aus

Der Sonnenwind Sonnenwind bei 1AU Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Der Sonnenwind Sonnenwind bei 1AU chem. Zusammensetzung H: 92.1% He: 7.8% Dichte np ~ 5 cm−3 Geschwindigkeit u ~ 400...800 km/s Temperatur T ~ 100 000 K

Die Sonnenaktivität über die letzten Jahrzehnte Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Sonnenaktivität über die letzten Jahrzehnte Aufnahmen des Röntgensateliten Yohkoh Sonnenfleckenzahl Aufnahmen der Weißlichtkorona Chromosphäre Photosphäre Korona

Endlich die kalten Winter … Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Endlich die kalten Winter … Sonnenflecken machen die Sonne dunkler! Somit nimmt die Heizleistung mit den Sonnenflecken ab!

Sonnenaktivität über die letzten Jahrhunderte Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Sonnenaktivität über die letzten Jahrhunderte Sonnenfleckenzahl über die letzten 400 Jahre Rekonstruierte Sonnenfleckenzahl über die letzten 2000 Jahre Grand Minima und Maxima Chromosphäre Photosphäre Korona Nach Eduard Walter Maunder

Aber es war kalt während des Maunder Minimums. Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Aber es war kalt während des Maunder Minimums. zeitgenösische Gemälde von Winter-landschaften Gemäldegalerie Berlin Van Neer (1603 – 1677)

Schaut man genau hin, dann … Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Schaut man genau hin, dann … Fackeln gleichen die Abdunklung mehr als aus! Solarkonstante.

Sonnenaktivität und das Erdklima Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Sonnenaktivität und das Erdklima Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Sonnenstrahlung und der Temperatur auf der Erde? www.mps.mpg.de

Welche Rolle könnte die kosmische Strahlung haben? Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Welche Rolle könnte die kosmische Strahlung haben? Nebelkammeraufnahme Svensmark Schiffsspuren

Die galaktische kosmische Strahlung Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die galaktische kosmische Strahlung Heliosphäre Schutz vor Kosmischer Strahlung Magnetfeldkonfiguration Kosmische Strahlung (Protonen) Kosmische Strahlung (Helium und Elektronen) Sonnenfleckenzahl

Die Heliosphäre und das Erdklima Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Heliosphäre und das Erdklima Gibt es einen Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und der Temperatur auf der Erde?

oder gibt es noch andere Indizien? Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Milchstraße oder gibt es noch andere Indizien? Die Milchstraße von der Raumsonde COBE aus gesehen Infrarotaufnahme von der “Erde”

Das lokale interstellare Medium Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Das lokale interstellare Medium Interstellares Medium chem. Zusammensetzung: H: ~ 90% He: ~ 10% Dichte Neutraler Wasserstoff ~ 0.1 cm−3 np = ne ~ 0.1 cm−3 Geschwindigkeit u = 25 km/s Temperatur T ~7000 K

Die Heliosphäre (im Waschbecken) … Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Heliosphäre (im Waschbecken) … Termination Schock ~ 90 AU Heliopause ~ 180 AU Bugstoßwelle: 350 AU ... ist die vom Sonnenwind dominierte Region ... verhindert den direkten Kontakt der Erde mit dem LISM

Die Heliosphäre (Modellrechnungen) Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Heliosphäre (Modellrechnungen) Ergebnisse gasdynamischer Modelle (Ruhr-Universiität Bochum)

Die Heliosphäre (Modellrechnungen) Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Heliosphäre (Modellrechnungen) Ergebnisse gasdynamischer Modelle (Ruhr-Universiität Bochum)

Astrosphären (Hubbleaufnahmen) Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Astrosphären (Hubbleaufnahmen) Astrosphären sind keine Ausnahmen sondern eher die Regel

Die Milchstraße real und hypothetisch Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Milchstraße real und hypothetisch Die Milchstraße von der Raumsonde COBE aus gesehen Von einem extragalaktischen Beobachtungspunkt (hypothetisch) Infrarotaufnahme von der “Erde”

Die Reise der Sonne durch die Milchstraße Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Reise der Sonne durch die Milchstraße

Ereignisse während der Sonnenreise Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Ereignisse während der Sonnenreise “Zufällige” Ereignisse: Sternkollisionen (sehr unwahrscheinlich) Supernova-Explosionen Gammastrahlen-Ausbrüche “Periodische” Ereignisse: Durchquerungen interstellarer Wolken Durchquerungen von Spiralarmen Durchquerungen der galaktischen Scheibe

Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Die Position der Sonne

Durchquerungen galaktischer Spiralarme Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Durchquerungen galaktischer Spiralarme Spiralarmdurchquerung ca. alle 120–150 Mill. Jahre ! 5-10fache kosmische Strahlungsintensität ! verstärkte Wolkenbildung: Temperaturänderung ! Klimaänderung (Abkühlung)

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Fazit Es gibt starke Hinweise auf interstellare Einflüsse auf die Erde und ihre Umgebung. Es ist wahrscheinlich, dass die Entwicklung des Lebens auf der Erde durch die Milchstraße beeinflusst wurde und wird. Es gibt starke Hinweise, dass die kosmische Strahlung eine wichtige Rolle dabei spielt. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit