Physik der Sonne 



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Immerhin ist es moglich daB den beson- 

 deren Bewegungszustanden in den Fackel- 

 regionen auch eine hohere Temperatur ent- 

 spricht, wie von vielen Astro physikern an- 

 genommen wird. 



40) Granulation. Wendet man starke 

 VergroBerung an, so zeigt die ganze Sonnen- 

 scheibe eine kornige Struktur, die sogenannte 

 Granulation (sichtbar in Fig. 6), ein fort- 

 wahrend sich veriinderndes Bild von liellen 

 Fleckchen auf weniger hellem Grunde. Nach 

 Chevalier sind die Korner von der Gro'Beu- 

 ordnung 1" bis 3", und kann man auf 

 photographischen Aufnahmen, die 1 oder 

 2 Minuten nacheinander geniacht wurden, 

 die meisten Korner noch wieclererkennen, 

 aber nach 10 Minuten ist alles vollstandig 

 verandert. Das deutet auf Geschwindig- 

 keiten von einigen (Hansky hat aus direkten 

 Messungen 3,7 gefnnden) Kilometern pro 

 Sekunde, die also mit der Fortpflanzungs- 

 geschwindigkeit von Druckwellen in hoch- 

 temperierten Gasen vergleichbar sind. 



Wie man demnach die Granulation als 

 eine Folge der Lichtbrechung in t'ortschreiten- 

 den Verdichtungen und Vcrdiinnungen auf- 

 fassen kann, bedarf jetzt keiner weiteren Er- 

 orterung. Wir kommen im letzten Abschnitt 

 darauf zuriick. 



4d)Fleckentheorien. Der vielen iilteren 

 Theorien iiber den Ursprung der Sonnen- 

 fleeken ko'nnen wir nur ganz kurz gedenken. 

 Einige Forscher schreiben die Flecken der 

 Bildung von Schlacken im Flusse zu (Zoll- 

 ner, Respighi); andere erkliiren sie als 

 den Effekt absteigender Stro'me gekuhlter 

 Case oder Eruptionsprodukte (Kirchhoff, 

 Secchi, Young, Oppolzer); nach Faye 

 sollen sie Wirbel in der Sonncnatmosphare 

 sein, welche die stark absorbierenden Gase 

 der oberen Schichten emschlurfen und deshalb 

 diuikel erscheinen. Ditrch Hales Entdeckung 

 eines magnetischen Feldes in den Flecken 

 hat die Wirbelhypothese neuerclings an 

 Wahrscheinlichkeit gewonnen vgl. S. 844. 



Auf breiter physikalischer Grundlage 

 schon durchgebildet ist die Theorie von E m d e n 

 (,,Gaskugeln" S. 429 bis 448, siehe Literatur). 

 Infolge von Ausstrahlung kiihlen sich die 

 auBereu Schichten der (gasformig gedachten) 

 Sonue am schnellsten ab; sie sinken nach 

 innen und werden durch aufsteigende, 

 heiBere Gase ersetzt, so daB, wenn die Sonne 

 nicht rotierte, wir nur radiale Konvek- 

 tionsstrome erwarten konnten. Die Rota- 

 tion der Sonne verandert jedoch diese Be- 

 wegungsform vollstandig; die Winkelge- 

 schwindigkeit der absteigenden Massen 

 nimmt zu, wahrend die der aufsteigenden 

 Massen abnimmt: man kann so nebenein- 

 ander Gasschichten von verschiedener Dichte 

 antreffen, die mit verschiedener Geschwin- 



digkeit rotieren und durch sogenannte ,,Un- 

 stetigkeitsflachen" getrennt sind. 



Figur 8 ist ein Meridianschuitt durch 

 das aus den Rechnungen sich ergebende 

 System von Unstetigkeitsflachen (der Ivreis 

 stellt die scheinbare Oberflache der Sonne 

 dar. Einden selbst zeichnet und betrachtet 

 nur den Zustand innerhalb der Photosphare). 

 In jeder ringfonnigen Schicht, die von 

 zwei solchen Flachen begrenzt ist , andert 

 sich die Rotationsgeschwindigkeit mit der 

 Entfernung von der Achse NS kontinuierlich; 

 aber an den Grenzflachen andert sie sich 

 mit einem Sprung. 



Demzufolge bilden sich in den Unstetig- 

 keitsflachen Wellen aus, die Wellen werden 

 steiler, liangen iiber und rollen sich (wie in der 

 Brandling) zu Wirbeln auf, deren Achsen so 

 liegen wie es die 



Kurven in 



Figur 8 andeu- 



ten. An jeder 



Unstetigkeits- 



fliiche ist der 



Geschwindig- 

 keitssprung um 

 so grb'Ber, je ge- 

 ringer die Ent- 

 fernung zwi- 

 schen dem bc- 



trachteten 

 Punkt und der 



Sonnenachse 

 ist. Deshalb fangt meistens die Wirbelbildiing 

 in der Tiefe an und schreitet nach auBen hin 

 fort. Wo sie das Niveau der Photosphare 

 erreicht, zeigt sich nach Einden ein Sonnen- 

 fleck. 



Die Diirc.Iifiihning der hier nur kurz 

 skizzierten Theorie ergibt eine natiirliche 

 Erklarung fast ailer derjenigen Eigenschaften 

 der Flecken, welche sich auf ihre ]-Cntstehungs- 

 orte, Bewegungen und Entwickelungsstadien 

 beziehcn. Um auBerdeni die optischen 

 Hauptmerkmale (die Dunkelheit des zieni- 

 lich seharf begrenzten Kernschattens, den 

 radial-faserigen Halbschatten und viele 

 Eigentiimlichkeiten des Fleckenspektrums) 

 zu verstehen, brauchen wir nur noch die 

 Brechung der Lichtstrahlen in solchen Wir- 

 beln zu beriicksichtigen (Julius). 



In dem Zirkulationsgebiet, das eine 

 wirbelnde Gasmasse stets umgibt, nimmt 

 die Dichte nach innen allmahlich ab und 

 zwar mit zunehmendem Gefalle, bis an den 

 Wirbelfaden. Letzterer kann, weil das 

 Medium nicht reibungslos ist, endlichc Lange 

 haben. Also wachst die Dichte von einem 

 Minimum aus nach alien Seiten hin, mit 

 abnehmendem Gradienten. Die Gestalt des 

 Zirkulationsgebietes kann sehr versclueden 

 sein; nehmen wir einstweilen an, sie sei etwa, 

 kugelformig (wir lassen also die Orientierung 



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