Die Sonne - Hamburger Sternwarte
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Einführungsvortrag Das Sonnenspektrum Sonnenbeobachtungen Messung der Sonnenparallaxe Die Sonne per Satellit Vermessung von Sonnenflecken Messung der Sonnenrotation (Teleskopbeobachtungen) Abschluss „ … on returning within 60 seconds was mortified to find that it was already much … enfeebled“ ( Carringon 1859, MNRAS XX ) Übersicht - Der Aufbau der Sonne Die Entwicklung der Sonne Hertzsprung-Russel Diagramm - Die magnetische Sonne Konvektionszone, Dynamo, … - Der Sonnenkern Fusionsreaktionen und Neutrinos ( Carringon 1859, MNRAS XX ) H „Astronomers love stars …“ „… and we have a fine one right near us.“ (Zirrin 1988) APOD April 2006 He II 304 Das Sonneninnere “It is not too much to hope that in the not too distant future we shall be competent to understand as simple a thing as a star.“ (A. Eddington 1926) Der Aufbau der Sonne (SuW) Ein Sonnenmodell Modelldaten des Sonneneinneren (Foukal 2004, nach Bahcall & Ulrich 1988) Ein Sonnenmodell Eingabedaten: Masse Leuchtkraft: Z/X Alter 1,9891 ± 0,004 · 1030 kg 3,846 ± 0,01 · 1026 W 0.0230 ± 0,001 4.57 ± 0,02 · 109 a „Kepler“ “Solarkonstante” Meteoriten, Sonnenspektrum Meteoriten Gleichungssystem: Massenerhaltung Hydrostatisches Gleichgewicht Thermisches Gleichgewicht Energietransport Zustandsgleichungen Energieerzeugung, Opazitäten, spezifische Wärmen Das “Leben” der Sonne Ein Sternenschicksal Sterne sind „Gaskugeln“ (so ungefähr ...) über 10 Milliarden Jahre im Zeitraffer Schnappschüsse aus dem Leben der Sonne (Freedman, Kaufmann; Universe) Ende: Planetarischer Nebel + Weißer Zwerg Helix-Nebel Sterne im Hertzsprung-Russel Diagramm Die Konvektionszone Wo Plasmen und Magnetfelder tanzen Sonnenflecken-Anatomie FILM: TWL010727 Konvektionsmuster Photosphärische Granulen (schematisch) Das Chromosphärische Netzwerk (H , APOD 2004 11. Juni 2004) Konvektionsmuster Dynamo und magnetische „Flussröhren“ SimuliertesAuftauchen einer magnetischen Flussröhre in einem Riesenstern (Holzwarth & Schüssler 2001) Zeeman-Verbreiterung einer Spektrallinie in einem Sonnenfleck Der Aktivitätszyklus FILM Wie regelmässig ist der Sonnenzyklus ? Der veränderliche Sonnendynamo: Historische Sonnenfleckenzahlen (Magnetische) Heizung der äußeren Sonnenatmosphäre Temperaturverlauf (Freedman, Kaufmann; Universe) FILM: T195_020421 Der Sonnenkern Ein gigantischer Fusionsreaktor Kernfusion im Sonnenkern (J. Bahcall 2001, http://www.sns.ias.edu/~jnb/) Der Hauptzweig über He3 Hauptzweige des Proton-Proton-Zyklus Sonnen-Leuchtkraft und Solarkonstante Leuchtkraft: L = 3,846 · 1026 W Solarkonstante: 1,366 kW/m² Vergleich: Welt-Energiebedarf 1019 J/a (?) Massenverlust: L / c² = 4,4 Mio. t pro Sekunde ( 4,4 109 kg/s / 0.007 = 6.2 1011 kg/s Wasserstoff) Sonnen-Neutrinos Solarer Neutrino-Fluss bei 1 AU: 6 · 1010 /cm²s Nachweisreaktionen: - 37Cl ( e,e-) 37Ar - e +e+e e - ... (!) Das „Sonnen-Neutrino-Problem“ Vorhergesagte - und gemessene e-Flüsse (in SNU = 10-36 pro sec. und Target, Stand ca. 2000) ... ist kein Sonnen-Neutrino-Problem Neutrino-Oszillationen: (Stand ab 2001) e Zusammenfassung - Das Sonneninnere Modelle, (Neutrinos, Seismologie) - Die Entwicklung der Sonne Fusionsvorrat, Hertzsprung-Russel Diagramm - Die magnetische Sonne Konvektionszone, Plasma & Magnetfelder, Sonnenzyklus, Heizung Der Sonnenkern pp-Zyklus, Neutrinos, Energiebilanz Einige www-Links zum Thema Die Sonnenatmosphäre http://sohowww.nascom.nasa.gov/ http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html http://www.astro.washington.edu/labs/clearinghouse/labs/Solarspec/sunspec.html Die Konvektionszone http://science.msfc.nasa.gov/ssl/pad/solar/dynamo.htm Sternmodelle http://cassfos02.ucsd.edu/public/tutorial/StevI.html http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/astro101/java/evolve/evolve.html Helioseismologie http://soi.stanford.edu/results/heliowhat.html Der Sonnenkern http://www.astro.ubc.ca/~scharein/applets/#Sim Allgemein: Interaktive Astro-Lernsoftware, Applet-Sammlungen http://jersey.uoregon.edu/vlab/ http://www.astro.ubc.ca/~scharein/applets http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/apindex.html http://www.gettysburg.edu/academics/physics/clea/CLEAhome.html Anhang Sternspektren Sonne (G2 V, Teff = 5780 K) Arctur ( Boo, K1 III, Teff 5200 K ) Aufbau der Sonne Schematischer Schnitt (Freedman, Kaufmann; Universe)
