Spektroskopische Untersuchung der konvektiven Blauverschiebung der Sonne

Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit bestand darin, die konvektive Blauverschiebung in der Photosphäre der Sonne zu untersuchen. Dazu wurde die Spektrallinie Fe I 617,333 52 nm spektroskopisch beobachtet und analysiert. Es sollte festgestellt werden, ob die Mitte-Rand-Variation dieser konvektiven Blauverschiebung früheren Ergebnissen bei anderen Spektrallinien nach Balthasar (1985) entspricht. Der Vorteil der vorliegenden Untersuchung besteht im LARS am VTT auf Teneriffa: LARS ist ein Aufbau, der es ermöglicht, über den Vergleich eines Laserfrequenzkammes mit dem aufgenommenen Spektrum der solaren Messung eine absolute Wellenlängenkalibration durchzuführen. Dadurch können Absolutgeschwindigkeiten in der Sonnenatmosphäre berechnet werden, die Unsicherheiten im Bereich von nur 2 mm/s beinhalten.

Dafür wurde eine Bisektoranalyse der mit LARS am VTT aufgenommenen Daten durchgeführt. Beobachtungen wurden auf der Nord-, Süd-, Ost- und Westachse der Sonnenscheibe an systematisch ausgewählten Positionen des heliozentrischen Parameters μ aufgenommen.

Die Bisektoranalyse ergab für hohe Werte des heliozentrischen Parameters C-förmige Kurven, mit einer maximalen Blauverschiebung von 280m/s in Sonnenmitte. Die Profilform veränderte sich zum Sonnenrand hin zunehmend zu einer an einen Schrägstrich erinnernden Linie, bei der auch die Dopplergeschschwindigkeiten kleiner waren als in Sonnenmitte und sogar in eine Rotverschiebung übergingen. Von der Sonnenmitte aus nahm die Blauverschiebung jedoch bis μ = 0 8 zunächst zu. In einem Schwerpunktvergleich der Bisektorkurven konnte der theoretisch vorhergesagte Verlauf bestätigt werden, sowohl bei einer Schwerpunktsbestimmung im unteren Viertel als auch in den unteren 80% der Spektrallinie. Als größte Blauverschiebung wurde in letzterer bei μ = 0,95 eine Geschwindigkeit von 310 m/s ermittelt.

Zusätzlich wurden die Mitte-Rand-Variation der konvektiven Blauverschiebung für den gleichen Beobachtungszeitraum aus spektrometrischen HMI-Daten bestimmt und mit den Ergebnissen von LARS verglichen. Dabei stimmen die erhaltenen Verläufe einigermaßen überein. Es konnte ein erster Offset für die relativen Geschwindigkeiten von HMI gegenüber den absolut kalibrierten Daten von LARS bestimmt werden. Dabei wurde festgestellt, dass es an diese Ergebnisse anknüpfend sinnvoll wäre, eine Korrektur von Fringes in den HMI-Daten und weitere Beobachtungen zur Erhöhung der statistischen Stichprobe durchzuführen. Letzteres um die Aktivität der Sonne aus den Daten herauszumitteln, da auch der Einfluss der p-Moden in dieser Arbeit beobachtet werden konnte.