Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Präsentation zum Thema: "Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät"—  Präsentation transkript:

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

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

3 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

4 Nebelkammeraufnahme einer Positrons
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Nachweismethoden Nebelkammeraufnahme einer Positrons

5 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Messungen

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

7 … 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)

8 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Messungen

9 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

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

11 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: Lichtjahre (10 Millionen Heliosphärendurchmesser Anders ausgedrückt: Wenn der Hörsaal den Milchstraßendurchmesser hätte, wäre die Ausdehnung der Heliosphäre wenige Mikrometer

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

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

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

15 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

16 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 ~ km/s Temperatur T ~ K

17 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

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

19 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

20 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)

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

22 Sonnenaktivität und das Erdklima
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät Sonnenaktivität und das Erdklima Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Sonnenstrahlung und der Temperatur auf der Erde?

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

24 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

25 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?

26 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”

27 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

28 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

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

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

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

32 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”

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

34 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

35 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Die Position der Sonne

36 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)

37 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