Physik der Sonnenatmosphäre
4.17

The content of this page is only available in German.
Please go to German version of this page

Physik der Sonnenatmosphäre

Termin

  • Versuchsbeginn: 9:00 Uhr
  • Versuchsstandort: S2|11-2
  • Betreuer: Lisa Wagner / Cedric Wenz

Anmeldeportal (opens in new tab)

Die Sonne spielt eine zentrale Rolle für unser Leben – und das auf viele verschiedene Weisen. Sie ist Voraussetzung für die Existenz der Erde und sorgt für lebensfreundliche Bedingungen auf unserem Planeten. Sie versorgt Natur und Mensch jederzeit mit Energie und erscheint als eine verlässliche Konstante in unserem Leben. Dabei vergisst man leicht, dass die Sonne ein brodelnder Ball aus Gas ist, zusammengehalten von der eigenen Gravitation, in dessen Zentrum Kernfusionsprozesse bei Temperaturen von 15 Millionen Kelvin ablaufen. Selbst an ihrer sichtbaren Oberfläche laufen explosive Prozesse ab, bei denen große Mengen an heißem Plasma in den Weltraum geschleudert werden und gelegentlich auch die Erde treffen.

Dieser Versuch beschäftigt sich mit der Beobachtung der Sonne im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Dazu stehen Ihnen die Teleskope des TURM Observatoriums auf dem Uhrturm zur Verfügung. Dort stehen insgesamt drei Teleskope für die Abbildung der gesamten Sonnenscheibe zur Verfügung: eines für die breitbandige Beobachtung und zwei für die schmalbandige Beobachtung bei den Wellenlängen für spezifische atomare Übergänge in Wasserstoff- bzw. Kalzium-Atomen. Ein viertes Teleskop kann für die hochaufgelöste Beobachtung von Details mit einem besonders schmalbandigen Filter genutzt werden.

Zusammen ergeben die verschiedenen Wellenlängenbereiche ein umfassendes Bild der sichtbaren Sonnenoberfläche bzw. der Sonnenatmosphäre. Die breitbandige Beobachtung zeigt die Struktur der Photosphäre, der sichtbaren Oberfläche der Sonne, mit den bekannten Sonnenflecken. Die schmalbandige Beobachtung zeigt die höheren Schichten der Sonnenatmosphäre, insbesondere die Chromosphäre, mit vielen verschiedenen sehr dynamischen Strukturen, z.B. Protuberanzen und Filamente. Neben der Diskussion der aktuell sichtbaren Strukturen beinhaltet der Versuch die quantitative Messung und Analyse zweier wichtiger Phänomene: der Randverdunkelung und der differentiellen Rotation. Beide sind für das Verständnis der Physik der Sonnenatmosphäre und der Sonnenaktivität wesentlich.

Versuchsanleitung (opens in new tab)

Demtröder – Experimentalphysik 4 – Springer (2017) (opens in new tab)

Einen guten ersten Überblick über das Thema geben die Kapitel 9 (Grundlagen der experimentellen Astronomie und Astrophysik) und Kapitel 10 (Unser Sonnensystem). Arbeiten Sie unbedingt die Abschnitte 10.5 (Die Sonne als stationärer Stern) und 10.6 (Die aktive Sonne) durch!

The Structure and Evolution of the Sun – Springer (2017) (opens in new tab)

Einführung in die Physik der Sonne in Kapitel 2 (Introduction to the Sun) und der Strahlungsphysik der Sonnenatmosphäre in Kapitel 3 (The Photosphere).

J. L. Jenkins – Observing the Sun – A Pocket Field Guide – Springer (2013) (opens in new tab)

Einfacher Überblick über die Struktur der Sonne in Kapitel 1 (The Sun as a Star) und eine umfassende Darstellung zu den beobachtbaren Strukturen in Kapitel 2 (Identifying Solar Features).Beides eher aus der Perspektive des Praktikers (und nicht des Theoretikers).

B. W. Carroll, D. A. Ostlie – An Introduction to Modern Astrophysics – Cambridge (2017) (opens in new tab)

Eines der besten Bücher zur Astrophysik allgemein – leider nur als echtes Buch in der ULB verfügbar. Relevant sind insbesondere Kapitel 9 (Stellar Atmospheres) und Kapitel 11 (The Sun).

A. Hanslmeier – Einführung in die Astronomie und Astrophysik – Springer (2014) (opens in new tab)

Kompakte Darstellung zu den Grundlagen der Sonnenphysik und Sonnenbeobachtung in Kapitel 7 (Die Sonne) und der allgemeineren Grundlagen in Kapitel 5 (Astronomische Instrumente) und Kapitel 9 (Sternatmosphären)

V. Foukal – Solar Astrophysics – Wiley (2004) (opens in new tab)

Ein umfassendes Buch zur Astrophysik der Sonne. Relevant sind insbesondere Kapitel 2 (Radiative Transfer in the Sun’s Atmosphere), Kapitel 5 (The Photosphere), Kapitel 8 (Observations of Photospheric Activity and Magnetism), Kapitel 9 (The Chromosphere and Corona) und Kapitel 10 (Prominences and Flares)

M. Stix – The Sun – An Introduction – Springer (2004) (opens in new tab)

Der Klassiker unter den Lehrbüchern zu Physik der Sonne.

Die fett hervorgehobenen Kapitel bilden die Literaturmappe zu diesem Versuch. Sollten Sie Schwierigkeiten haben, auf die Quellen zuzugreifen, dann wenden Sie sich bitte rechtzeitig an Ihre Betreuerin oder Ihren Betreuer.