Donnerstag, 26. Februar 2009
Sonnenwind heißer als die Theorie erlaubt
klauslange,16:34h
Seit vielen Jahren schon misst die Voyager-Sonde heißere Plasma-Teilchen des Sonnenwindes, als es die Theorie vorhersagte.
Nun ist mit neuen Berechnungen der Grund für die wärmeren Teilchen aufgeklärt. Es gibt keine zusätzliche Wärmequelle, sondern die bestehnden Wirbelmechanismen der Sonne funktionieren anders, als die bisherige Wirbeltheorie modellierte.
Aus dem bekannten 5/3 - Gesetz von Kolmogorov muss für den Sonnenwind ein 7/3 Gesetz zur Anwendung kommen.
astronews.com berichtet:
http://www.astronews.com/news/artikel/2009/02/0902-035.shtml
Daraus:
"Jetzt konnten der Bochumer Plasmaphysiker Prof. Dr. Padma Kant Shukla und Dr. Dastgeer Shaikh von der University of Alabama erstmals durch Computersimulationen nachweisen, dass sich Turbulenzen im Plasma der Sonnenwinde offenbar deutlich anderes verhalten, also es bekannte Modell für dynamische Flüssigkeiten und Gase vorhersagen. Über ihre Ergebnisse berichteten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.
Nach Kolmogorows Theorie besteht ein Zusammenhang zwischen der Größe von Windwirbeln und der Menge der Energie, die von den heißen Solarpartikeln abgegeben wird. Je kleiner ein Wirbel wird, desto stärker wirken er und seine Umgebung aufeinander ein, und desto größer wird der Verlust an Energie. Zu beobachten ist das zum Beispiel an den Strudeln, die eine Brücke verursacht, deren Pfeiler in einem Fluss stehen. Die Energie der Strudel wird nur an den Rändern abgegeben, wo die kleinsten Wirbel und das ruhig fließende Wasser aufeinander einwirken. Kolmogorow fand eine Gesetzmäßigkeit zwischen der Wirbelgröße und der freigesetzten Energie: In einer dynamischen Flüssigkeit sollte sich die Menge der freigesetzten Energie um den Faktor x hoch 5/3 erhöhen, wenn sich die Größe eines Wirbels um einen Faktor x verringert.
Beobachtungen von Voyager - aber auch von anderen Raumschiffen und Satelliten - zeigten aber, dass der Energiefluss im Plasma nicht dem so genannten 5/3-Gesetz von Kolmogorow folgt, sondern eher einem 7/3-Gesetz. Das dynamische Spektrum der Wellenlängen in einem Plasma ist damit wesentlich größer als in anderen hydrodynamischen Systemen. Das bedeutet, dass sich die Leistungsfähigkeit der Energieübertragung zwischen den im Sonnenwind befindlichen heißen Partikeln und kühleren Teilchen um 40 Prozent erhöht.
Das Computer-Modell, das Shukla und Shaikh entwickelten, erklärt diesen plötzlichen Anstieg mit der Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und den nach außen fließenden Strömen aus heißen Atomen, Ionen und Elektronen. Das Magnetfeld ist verantwortlich für Energiekaskaden. Beeinflusst und "gedrängt" von Magnetfeldern, dienen die kleinen Wirbel zur "Dämpfung" der in ihnen befindlichen Energie."
Nun ist mit neuen Berechnungen der Grund für die wärmeren Teilchen aufgeklärt. Es gibt keine zusätzliche Wärmequelle, sondern die bestehnden Wirbelmechanismen der Sonne funktionieren anders, als die bisherige Wirbeltheorie modellierte.
Aus dem bekannten 5/3 - Gesetz von Kolmogorov muss für den Sonnenwind ein 7/3 Gesetz zur Anwendung kommen.
astronews.com berichtet:
http://www.astronews.com/news/artikel/2009/02/0902-035.shtml
Daraus:
"Jetzt konnten der Bochumer Plasmaphysiker Prof. Dr. Padma Kant Shukla und Dr. Dastgeer Shaikh von der University of Alabama erstmals durch Computersimulationen nachweisen, dass sich Turbulenzen im Plasma der Sonnenwinde offenbar deutlich anderes verhalten, also es bekannte Modell für dynamische Flüssigkeiten und Gase vorhersagen. Über ihre Ergebnisse berichteten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.
Nach Kolmogorows Theorie besteht ein Zusammenhang zwischen der Größe von Windwirbeln und der Menge der Energie, die von den heißen Solarpartikeln abgegeben wird. Je kleiner ein Wirbel wird, desto stärker wirken er und seine Umgebung aufeinander ein, und desto größer wird der Verlust an Energie. Zu beobachten ist das zum Beispiel an den Strudeln, die eine Brücke verursacht, deren Pfeiler in einem Fluss stehen. Die Energie der Strudel wird nur an den Rändern abgegeben, wo die kleinsten Wirbel und das ruhig fließende Wasser aufeinander einwirken. Kolmogorow fand eine Gesetzmäßigkeit zwischen der Wirbelgröße und der freigesetzten Energie: In einer dynamischen Flüssigkeit sollte sich die Menge der freigesetzten Energie um den Faktor x hoch 5/3 erhöhen, wenn sich die Größe eines Wirbels um einen Faktor x verringert.
Beobachtungen von Voyager - aber auch von anderen Raumschiffen und Satelliten - zeigten aber, dass der Energiefluss im Plasma nicht dem so genannten 5/3-Gesetz von Kolmogorow folgt, sondern eher einem 7/3-Gesetz. Das dynamische Spektrum der Wellenlängen in einem Plasma ist damit wesentlich größer als in anderen hydrodynamischen Systemen. Das bedeutet, dass sich die Leistungsfähigkeit der Energieübertragung zwischen den im Sonnenwind befindlichen heißen Partikeln und kühleren Teilchen um 40 Prozent erhöht.
Das Computer-Modell, das Shukla und Shaikh entwickelten, erklärt diesen plötzlichen Anstieg mit der Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und den nach außen fließenden Strömen aus heißen Atomen, Ionen und Elektronen. Das Magnetfeld ist verantwortlich für Energiekaskaden. Beeinflusst und "gedrängt" von Magnetfeldern, dienen die kleinen Wirbel zur "Dämpfung" der in ihnen befindlichen Energie."
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