Sonnenrotation

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Unter Sonnenrotation versteht man die Drehung der Sonne um ihre Achse.

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen
2 Differentielle Rotation
3 Siehe auch
4 Literatur
5 Weblinks

[Bearbeiten] Grundlagen

Die Sonne rotiert in etwa 27 Tagen einmal um ihre eigene Achse in der gleiche Richtung, in der sie auch von den Planeten umlaufen wird (von Westen nach Osten). Der Grund dafür sind Gasströmungen in den Konvektionszonen, die den Drehimpuls umverteilen. Beobachtungen von Sonnenflecken und Protuberanzen haben gezeigt, dass die Sonne nicht wie ein starrer Körper rotiert, sondern ihrer Konsistenz eine differentielle Rotation aufweist. Die Rotationsgeschwindigkeit hängt von der heliographischen Breite ab. Die heliographische Breite ist analog zu den geographischen Breitengraden definiert. Der Sonnenäquator hat eine Breite von 0°, der Nord- bzw. Südpol haben eine Breite von +90° bzw. -90°.

[Bearbeiten] Differentielle Rotation

Die Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit von der heliographischen Breite wird differentielle Rotation genannt. Dabei rotiert die Äquatorregion mit einer Periode von etwa 24 Tagen am schnellsten und die Polregionen mit einer Periode von etwa 31 Tagen am langsamsten. Die genaue Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit $Ω$ von der Breite $φ$ kann durch ein empirisch bestimmtes Gesetz beschrieben werden:

$\Omega=a-b\, \sin^2 \phi - c\, \sin^4 \phi$

Aus der Beobachtung der Doppler-Verschiebung der Spektrallinien konnten die Konstanten a, b und c bestimmt werden:

$\Omega=13,9-1,76\, \sin^2 \phi - 2,21\, \sin^4 \phi$

Aus der Beobachtung von Sonnenflecken ergibt sich folgende Gesetzmäßigkeit:

$\Omega=14,4-2,8\,\sin^2\phi$

Der Unterschied zwischen diesen beiden Formeln weist darauf hin, dass die Sonne im Inneren schneller rotiert als außen in der Photosphäre und deswegen auch die Sonnenflecken (die an die Magnetfelder, die im Inneren entstehen, gebunden sind) schneller rotieren als das Photosphärengas, das nicht magnetisch ist. Wird ein bestimmter Punkt an der Sonnenoberfläche betrachtet, so ist dessen Rotationsgeschwindigkeit auch nicht konstant, sondern variiert mit einer Periode von 11 Jahren („Torsionsschwingung“). Dies ist vermutlich eine Auswirkung des (ebenfalls mit einer Periode von 11 Jahren) stärker und schwächer werdenden Magnetfeldes der Sonne. Eine vollständige Theorie der Sonnenrotation existiert bis jetzt noch nicht.