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Die Sonne schwingt mit 5 Stundenkilometern

21.07.2021 um 12:06 MESZ

Die Sonne registriert globale Schwingungen, die auf der Sonnenoberfläche als Rotationsbewegungen auftreten, mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 5 Kilometern pro Stunde. Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung und der Universität Göttingen in Deutschland ist zu dem Schluss gekommen, dass Schwingungen ihre eigene Musik haben: Sie sind Resonanzmoden und verdanken ihre Existenz der unterschiedlichen Rotation der Sonne.

Laut einer Pressemitteilung, die Schwingungen werden dazu beitragen, neue Wege zu finden, das Innere der Sonne zu erkunden und erhalten Informationen über die Struktur und Dynamik unseres Sterns. Die entdeckten Schwingungen gehören zu langen Zyklen, ähnlich der Sonnenrotationsperiode von 27 Tagen, und unterscheiden sich von den kurzen akustischen Schwingungen von etwa 5 Minuten, die bereits vor sechs Jahrzehnten identifiziert wurden.

Die neue Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde, sammelt Daten aus zehn Jahren, die vom Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA erhalten wurden. Die Beobachtungen machten es möglich, die in der Sonne entdeckten Rotationsbewegungen zu messen, Informationen, die mit numerischen Modellen kombiniert wurden, um das Phänomen genauer zu charakterisieren.

Bass- und Höhennoten

Die „Musik“ der Sonne wird in verschiedenen Schattierungen ausgedrückt. Um die 1960er Jahre identifizierten Spezialisten „scharfe Töne“, die sich auf kurze Schwingungen von etwa 5 Minuten beziehen: Sie entstehen durch Turbulenzen auf der Sonnenoberfläche und ihre Energie ist im Inneren des Sterns „eingefangen“.

Diese akustischen Schwingungen, die in den letzten 30 Jahren mit verschiedenen Instrumenten beobachtet wurden, haben es ermöglicht, das Wissen über den inneren Aufbau der Sonne und ihre Dynamik erheblich zu verbessern. Gleichzeitig ist jedoch die Existenz von Schwingungen, die auf längere Zyklen reagieren, und dessen Klang die „tiefsten Töne“ der Sonne zeigt.

Genau diese Schwingungen wurden in der neuen Studie entdeckt: Es handelt sich um langperiodische Bewegungen, die von der Rotation der Sonne abhängen und nicht akustischer Natur, sondern resonant sind: Wenn sie in das hörbare Spektrum verschoben werden, werden die Klangvariationen im Schwingungen informieren über die Aktivierung oder Beendigung von Bewegungen.

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In längeren Zeiträumen

Wie bei der Analyse von Erdbeben auf der Erde haben Wissenschaftler nun ein neues Werkzeug, um Erfahren Sie mehr über das Innere der Sonne. Schwingungen über lange Zeiträume erfordern jedoch die Messung der horizontalen Bewegungen auf der Sonnenoberfläche über viele Jahre. Diese Informationen erhielt das SDO von der NASA, insbesondere durch den magnetischen und helioseismischen Imager (HMI).

Schwingungen in langen Zyklen manifestieren sich als „Wirbel“-Bewegungen auf der Sonnenoberfläche, mit langsameren Geschwindigkeiten im Vergleich zu kurzen Schwingungen, die der Geschwindigkeit ähneln können, mit der eine durchschnittliche Person geht. Einige dieser Schwingungen sind an den Sonnenpolen am stärksten, andere in mittleren Breiten, und eine dritte Gruppe erreicht eine stärkere Rate in der Nähe des Sonnenäquators.

In Bezug auf die Auswirkungen dieser Entdeckung betonten die Forscher, dass die neue Art von Sonnenoszillationen, die identifiziert und charakterisiert wurden, es ermöglichen wird, die Größe einiger Kräfte und Phänomene im Detail zu spezifizieren, die anscheinend Kontrolle der inneren Dynamik der Sonne.

Referenz

Solare Trägheitsmodi: Beobachtungen, Identifizierung und Diagnoseversprechen. Laurent Gizon, Robert H. Cameron, Yuto Bekki, Aaron C. Birch, Richard S. Bogart, Allan Sacha Brun, Cilia Damiani, Damien Fournier, Laura Hyest, Kiran Jain, B. Lekshmi, Zhi-Chao Liang und Bastian Proxauf. Astronomie & Astrophysik (2021) .DOI: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/202141462

Foto: Darstellung der entdeckten Sonnenschwingungen. Links nach den Beobachtungen mit dem SDO / HMI-Instrument. Rechts nach dem numerischen Modell. Bildnachweis: MPS / ZC Liang.

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