Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Freie Elektronen in Sonnen-Protuberanzen untersucht

25.07.2017

Astrophysiker unter Göttinger Beteiligung ermitteln Elektronendichte in Plasmawolken

Sonnen-Protuberanzen bestehen aus einem Plasma elektrisch leitfähiger Ionen und Elektronen, das sich nur sehr eingeschränkt im Magnetfeld bewegen kann. Protuberanzen-Wolken schweben daher oftmals wochenlang hoch über derselben Stelle der Sonnenoberfläche.


Violette Strontium- und gelbe Natrium-Linie entlang zweier Positionen des Messspaltes über eine Protuberanz – rechts im Licht der roten Wasserstoff-Emission.

Foto: Eberhard Wiehr


Fadenförmige Strukturen einer Protuberanz über dem Sonnenrand (unten) im Licht der roten Wasserstoff-Emission.

Foto: Eberhard Wiehr

Ein wichtiges Maß für die Beschreibung dieses Plasmas ist die Dichte der freien Elektronen, die bislang für Sonnen-Protuberanzen mit Ungenauigkeiten behaftet ist. Wissenschaftler haben nun die Elektronen-Dichte aus dem Helligkeits-Verhältnis zweier Spektral-Linien neu ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Solar Physics erschienen.

Hierzu verglichen die Astrophysiker eine Emissions-Linie des neutralen Natriums mit einer des ionisierten Strontiums. „Da in Protuberanzen fast alle Atome ionisiert sind, kann das Strontium-Ion seine violette Linie sofort abstrahlen. Das Natrium-Ion hingegen muss erst ein freies Elektron einfangen, bevor es als neutrales Atom die bekannte gelbe Spektral-Linie emittieren kann“, so Dr. Eberhard Wiehr vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen, der die Studie gemeinsam mit Dr. Götz Stellmacher vom Institut d’Astrophysique in Paris verfasst hat. „Das Verhältnis der Stärke beider Emissionen ist daher ein Maß für die Elektronen-Dichte.“

Erschwert werden die Messungen durch den großen Farb-Unterschied beider Spektral-Linien, der neben messtechnischen Problemen mit dem Spektrografen des 70-Zentimeter-Sonnenteleskops auf Teneriffa Einflüsse der Licht-Brechung in der Erdatmosphäre zum Tragen bringt:

Bei optimalen Beobachtungsbedingungen am Morgen, wenn das Luftflimmern noch gering ist, wird das violette Licht des Strontiums stärker gebrochen als das gelbe des Natriums. „Dadurch scheint die Sonnenscheibe im Violetten höher zu stehen als im Gelben“, sagt Wiehr.

Mit 20 Milliarden Elektronen pro Kubikzentimeter in hellen und 40 Milliarden in leuchtschwachen Protuberanzen fanden die Forscher eine etwa zehnmal höhere Dichte als in der umgebenden Sonnen-Korona. Während die Elektronen-Dichte in der Korona stark mit der Höhe über dem Sonnenrand abnimmt, trifft dies für Protuberanzen nicht zu. Ebenso wenig ändert sich die Dichte mit der zeitlichen Entwicklung der Protuberanz. Dies soll in weiteren Untersuchungen in diesem Sommer mit dem 45-Zentimeter-Sonnenteleskop in Locarno überprüft werden.

Die freien Elektronen der Protuberanzen stammen zum größten Teil aus der Ionisation von Wasserstoff. Da dieser sein Elektron durch Einstrahlung von hochenergetischem UV-Licht abgibt, ist die Elektronen-Dichte ein Maß für die UV-Transparenz der Protuberanzen-Wolken. „Diese hängt auch vom
gegenseitigen Abstand der Protuberanzen-Strukturen ab, die fadenförmig nach unten hängen. Ihr Durchmesser ist kleiner als 100 Kilometer und damit bisher nicht genau ermittelbar. Sie aber spielen offenbar eine entscheidende Rolle bei den physikalischen Vorgängen im Protuberanzen-Plasma“, so Wiehr.

Originalveröffentlichung: Götz Stellmacher und Eberhard Wiehr: The Na I and Sr II resonance lines in solar prominences. Solar Physics. Doi: 10.1007/s11207-017-1103-6. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs11207-017-1103-6.pdf

Hinweis an die Redaktionen:
Fotos zum Thema haben wir im Internet unter http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=5884 zum Download bereitgestellt.

Kontakt:
Dr. Eberhard Wiehr
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – Institut für Astrophysik
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-5048
E-Mail: ewiehr@astro.physik.uni-goettingen.de
Internet: http://www.astro.physik.uni-goettingen.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=5884
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs11207-017-1103-6.pdf

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher verwandeln Diamant in Graphit
24.11.2017 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

nachricht Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen
24.11.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher verwandeln Diamant in Graphit

24.11.2017 | Physik Astronomie

Dinner in the Dark – ein delikates Wechselspiel der Mikroorganismen

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

24.11.2017 | Physik Astronomie