Die aktive Sonne: Sonnenflecken, Sonneneruptionen, Polarlichter Rolf Schlichenmaier (Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, Freiburg) Telefon: 3198-212; email: schliche@kis.uni-freiburg.de 3. Lehrerfortbildung am 1.10.2005
Übersicht Aufbau der Sonne Sonnenflecken in der Photosphäre Entstehung von Sonnenflecken Sonnenzyklus Flares und koronale Massenauswürfe Polarlichter
Querschnitt der Sonne
Der Sonnenfleck Aufnahme: 70 Minuten (Echtzeit)
Sonnenflecken auf der Sonnenscheibe März bis Mai 2001: MDI on SOHO (ESA/NASA)
Warum sind Sonnenflecken dunkel? Hale (1908): Sonnenflecken sind assoziiert mit konzentriertem Magnetfeld. Konvektionszone: Konvektion transportiert Energie. Biermann (1941): Magnetfelder unterdrücken Konvektion. Sonnenflecken sind also kühler und somit dunkler.
Intensität Magnetfeldkarte
Wie entstehen Sonnenflecken?
Wie entstehen Sonnenflecken? (Caligari, Schüssler, Moreno Insertis 1996) Am Boden der Konvektionszone werden durch den Dynamo starke toroidale Magnetfelder erzeugt. Diese werden instabil und treiben in Form von magnetischen Schläuchen durch Konvektionszone zur Photosphäre. Die beiden Durchstoßpunkte des Magnetfeldschlauches bilden dort eine bipolare Region.
Sonnenzyklus Magnetogramm in der Photosphäre Die Sonne im Röntgenlicht: Korona EIT/SOHO, Fe XII, 2 Mil. K Mai 1996 Dezember 2000
Sonnenzyklus
Sonnenflecken und Fackeln am Sonnenrand Variation der solaren Helligkeit
Solare Helligkeitsvariation Fleck und Fackeln am Sonnenrand
Magnetfelder in Korona TRACE
Magnetfelder in Korona EIT onboard SOHO (ESA-NASA)
Magnetfelder in der Korona: Flares und koronale Massenauswürfe Der „Bastille day“ Flare http://soho.nascom.nasa.gov/bestofsoho
Magnetfelder in der Korona: Flares und koronale Massenauswürfe X-Mas CME http://soho.nascom.nasa.gov/bestofsoho
Weltraumwetter
Erdmagnetosphäre
Differentielle Rotation der Sonne
Das Prinzip des solaren Dynamos: Ω-Effekt Differentielle Rotation: Scherströmung verstärkt das Magnetfeld durch Aufwicklung.
Das Prinzip des solaren Dynamos: α-Effekt Die Konvektion advektiert die Magnetfelder und produziert eine radial Magnetfeldkomponente: α-Effekt (Parker 1955, Steenbeck, Krause, Rädler, 1966)