Helioseismische Modellierung des Magnetfeldzyklus

Die Sonne hat ein variables Magnetfeld. Die am meisten bekannte Manifestation dieser Variabilität ist der 11-jährige Sonnenfleckenzyklus. Neben der Zahl der Sonnenflecken verändern sich auch die Frequenzen der seismischen Wellen, die sich im Sonneninneren ausbreiten.

In dem linken Diagramm zeigen wir den Effekt eines Magnetfeldmodells, das etwa 70 000 km unter der Sonnenoberfläche liegt und sich über 28 000 km erstreckt. Wenn sich die magnetische Feldstärke von 40 kG auf 50 kG ändert, ähneln die Frequenzverschiebungen dann stark den auf der Sonne beobachteten Werten (rechtes Diagramm). Dies könnte darauf hinweisen, dass innerhalb der Sonne Magnetfeldkonfigurationen vorhanden sind, die denen in diesem Modell ähnlich sind.

Mit einem wellenmechanischen Ansatz wurde der Einfluss des Magnetfelds im Innern der Sonne und Sterne auf die seismischen Wellen modelliert. Es wurden sechs verschiedene Magnetfeldmodelle berechnet, die alle die Schwingungsfrequenzen verändern. Je nach Standort und Struktur des Feldes sind die Frequenzen unterschiedlich betroffen. Durch den Vergleich dieser theoretischen Ergebnisse mit beobachteten Frequenzverschiebungen konnten wir feststellen, dass ein starkes Magnetfeld am Boden der solaren Konvektionszone in etwa 200 Mm Tiefe nicht für die beobachtete Frequenzverschiebung verantwortlich sein kann.

 

Publikation: Kiefer, R., Roth, M., 2018, Astrophysical Journal 854, 74