Zusammenfassung
Erst in den achtziger Jahren dieses Jahrhunderts erlaubte uns die zitternde Sonne einen Blick in ihr Inneres, der den Astronomen ihre tiefsten Geheimnisse enthüllte. Die Entdeckung, die die Erkundung des Sonneninnern ermöglichte, war schon 1960 gemacht worden, bevor noch das erste Sonnen-Neutrino in dem von Ray Davis erbauten unterirdischen Tank gefangen wurde. Zehn Jahre lang erkannte niemand die Bedeutung dieser Beobachtungen, und dann dauerte es noch (über) zehn Jahre, bis die Geräte arbeitsbereit waren, mit denen das Zittern der Sonne so genau erkundet werden konnte, daß es Rückschlüsse auf ihr Inneres zuließ. Das Jahrzehnt nach 1990 wird sich vermutlich als das große Jahrzehnt der Helioseismologie erweisen; schon jetzt haben wir aus den ersten genauen Beobachtungen mehr über die Struktur der Sonne und die Temperaturschwankungen in ihrem Innern erfahren denn je zuvor. Diese Enthüllungen entsprechen nicht völlig dem Standardmodell, das die Theoretiker von der Sonne entwickelt haben. Sie entsprechen jedoch ganz ausgezeichnet der Abänderung, die die Existenz von WIMPs berücksichtigt.
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Referenzen
Weil die Sonne so heiß ist, beträgt die Schallgeschwindigkeit in dem hier interessierenden Bereich etwa das 150fache der Schallgeschwindigkeit in der Erdatmosphäre. Die Entfernung vom Mittelpunkt der Sonne zur Oberfläche ist etwa einmilliardenmal so groß wie die Länge eines Blasinstruments, etwa der Klarinette zum Beispiel. Der Luftschwingung im Inneren der Klarinette entspräche dann im Sonneninnern eine Welle, die mit einer Periode von etwa 30 Minuten und dem Fünfmillionenfachen der Schwingungsdauer eines Klarinettentons oszilliert. Douglas Gough, der diesen Vergleich zog, betont, daß ein solch tiefer «Ton» weit außerhalb des Klangbereichs ist, für den unsere Ohren empfindlich sind. Trotzdem heißen diese Oszillationen zu Recht Schallwellen, denn sie stützen sich auf genau dieselben physikalischen Vorgänge, welche die Schallwellen in einer irdischen Klarinette erzeugen.
Das gleiche geschieht gelegentlich mit Klangwellen in der Erdatmosphäre. An einem heißen stillen Tag kann die Luft an der Oberfläche eines Sees deutlich kühler sein als die Luft darüber. Schallwellen, die von einem Ufer des Sees aufsteigen, werden zum Wasser zurückgelenkt und können Stimmen deutlich über große Entfernungen hinweg über das Wasser tragen — eine Art akustische Luftspiegelung.
Der angesehene Geophysiker Edward Mullart erzählte mir einmal, der Versuch, die Struktur der Erde im einzelnen durch die Analyse von Erdbeben zu erforschen (Geoseismologie) sei der Aufgabe vergleichbar, die Bauweise eines Klaviers herauszufinden, indem man das Geräusch analysiert, das entsteht, wenn es eine steile Treppe hinunterfällt. Zum Glück für die Astrophysiker ist die Struktur der Sonne einfacher als die eines Klaviers oder des Inneren unseres Planeten. Mit dem Auffinden von Schallwellen wurde die Helioseismologie möglich.
Sie sollten nicht mit Gravitationsstrahlung verwechselt werden, dem «Wellengekräusel» der Raum-Zeit, das ebenfalls von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt wird.
Das ist genau genommen keine wirkliche «Periode», sondern wie bei den P-Moden ein Unterschied zwischen Perioden. Technisch gesprochen ist es der «asymptotisch normalisierte Periodenabstand von niedriggradigen G-Moden hoher Ordnung». Mit der Bitte um Entschuldigung an meine astrophysikalischen Freunde verwende ich abkürzend den (genaugenommen inkorrekten) Ausdruck «Periode» mit den spitzen Klammern.
Dieses Buch enthält, zum Vergleich, zwischen einem halben und einem Megabyte Information, weniger als ein Tausendstel der Datenmenge, die GONG an einem Tag sammelt.
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Gribbin, J. (1992). Die zitternde Sonne. In: Unsere Sonne — ein rätselhafter Stern?. Birkhäuser, Basel. https://doi.org/10.1007/978-3-0348-6187-8_8
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-0348-6187-8_8
Publisher Name: Birkhäuser, Basel
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