Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik Dr. Markus Roth Startseite Helioseismologie Projekte Publikationen Vorlesungen Links

Die Sonne schwingt

Über eine lange Zeit hinweg gab es in der Erforschung der physikalischen Eigenschaften der Sonne keine Möglichkeiten, direkte Informationen über den inneren Aufbau der Sonne zu gewinnnen. Die vorhandenen Kenntnisse basierten auf theoretischen Überlegungen und Modellrechnungen. Erst in den 1970er Jahren entwickelte sich die Helioseismologie zu dem Zweig der Sonnenphysik, der es erlaubt die bisherigen theortischen Kenntnisse allein durch die Beobachtung niederfrequenter Schallwellen, die sich an der Sonnenoberfläche zeigen, zu überprüfen.

Die theoretischen Grundlagen hierzu schufen Roger K. Ulrich und unabhängig von ihm John W. Leibacher und Robert F. Stein. Sie berechneten, daß die Sonne die Möglichkeit besitzt, Eigenschwingungen aufzuweisen. Dies bedeudet, daß die Sonne wie ein Musikinstrument schwingen kann. Diese Schwingungen erfüllen den ganzen Sonnenkörper. Wie die Klänge charakteristisch für ein Musikinstrument und seine Bauweise sind, so sind auch die Schallwellen, welche die Sonne durchwandern, charakteristisch für die inneren Eigenschaften der Sonne. Somit sollte es auch umgekehrt möglich sein, die inneren Eigenschaften der Sonne aus der Untersuchung der durch sie wandernden Schallwellen zu bestimmen. Und tatsächlich gelingt dies mittels Helioseismologie.

Robert Leighton

Roger K. Ulrich

John W. Leibacher

Robert F. Stein

Der erste Nachweis auf vorhandene solare Oszillationen stammt von Robert Leighton 1962. Seine Untersuchung der Strömungsgeschwindigkeit an der Sonennenoberfläche mittels Dopplereffekt, die er zusammen mit Robert W. Noyes and George W. Simon durchführte, lieferte den Hinweis auf eine Wellenbewegung mit einer Schwingungsdauer von etwa 5 Minuten. Damals hielt man diese Wellen nur für ein atmosphärisches Phänomen. Der Nachweis, daß es sich gemäß der Theorie dabei tatsächlich um Wellen handelt, die durch die gesamte Sonne wandern, gelang Franz-Ludwig Deubner 1975.

Seither wurden die solaren Oszillationen und mit ihnen das Sonneninnere sehr genau studiert. Die Details, die man damit über das Sonneninnere in Erfahrung brachte, übertreffen bei weitem die Genauigkeit, die man sonst von der Untersuchung astronomischer Objekte kennt.

24.08.04 (mr)