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Wie die Sonne funktioniert

Die Sonne rotiert unter dem gravitativen Einfluss der äußeren Planeten auf einem unregelmäßigen Kurs um das Baryzentrum unseres Sonnensystems. 

Rotation period on the surface of the Sun

"The Sun is a ball of plasma and gas, and does not rotate like a rigid body. Its outer layers rotate differentially with equatorial regions being faster than the polar regions" (image:NASA)

Die Sonne rotiert am Äquator schneller als an den Polen^[2] (wie schon auf meinen alten Webseiten  beschrieben), was über Jahrzehnte von der Sonnenforschung 'übersehen' wurde und wofür bisher keine plausible Erklärung existierte. Das hier herunterladbare Programm errechnet die daraus resultierende Energie (in einer sehr vorläufigen Berechnung - sobald wir den Prozess voll verstehen werden sehr viel bessere Berechnungen möglich sein) zu 1.2 x 10²²Ws bis 2.0 x 10²³Ws. Die Differenz zu der hier auf der Erde messbaren Strahlungsleistung von 2.6 x 10²⁶Ws bis 1 x 10²⁷Ws (3,84 × 10²⁶ mittl.) ist primär durch Plasma-Prozesse, aber auch  durch Meteoriten-Niedergang und andere in dieser ersten vorläufigen Berechnung nicht berücksichtigten Quellen von Wärme verursacht  ( Kelvin, Helmholtz, Umwandlung von Gravitations-Energie in Wärme, radioaktive Zerfallsprozesse etc).

Im März 2011 "beginnt gerade" mit dem Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) die 'Mainstream'-Physik auch zu verstehen "that the Sun's plasma rivers speed up and slow down like a malfunctioning conveyor belt" und "We can't predict how the flow of these plasma rivers will change, (...) Instead, once we see how the flow is changing, we can predict the consequences.". 

 Und in 2015 beginnt die 'Mainstream'-Physik die Brücke zu bauen weg von der Fusionstheorie zu dem hier skizierten:  "Effects associated with rotation can modify stellar properties, altering the luminosities, surface temperatures, sizes, and shapes of stars in ways that are unaccounted for in nonrotating models." Die Abkehr von der heutigen Sichtweise wird hiermit schon eingeleitet und heutige Standardwerke sind somit schon jetzt Makulatur.

Entscheidend für die Änderung der Sichtweise^[3] sind sich häufende empirische Belege in allen Bereichen. Hier nur ein Beispiel: "A distant star pulses each time its planet hurtles close by. 400 light-years away, the star HAT-P-2 is orbited by a massive gas giant. The planet, called HAT-P-2b, is eight times the mass of Jupiter and has a highly eccentric orbit, meaning that it passes close by the star and then hurtles far out before returning to loop back around. Using 350 hours of observations taken by NASA's Spitzer Space Telescope, a team of scientists was studying the temperature changes in the planet, when the researchers noticed unexpected, tiny vibrations in the star's brightness. They found that each time the planet came close to the star, the star's light pulsed. Indeed, the oscillations correspond to the harmonics of HAT-P-2b's orbital frequency. After ensuring the vibrations were not caused by the telescope, Julien de Wit from the Massachusetts Institute of Technology (MIT) in the US and colleagues suggest the planet may actually be large enough to periodically distort the star during its eccentric orbit. This goes against previous theoretical models and predictions regarding a planet's relationship with the star it orbits. How the planet might be affecting the star remains unknown, however. "It's a mystery, but it's great," says de Wit, "because it demonstrates our understanding of how a planet affects its star is not complete." The study is presented in The Astrophysical Journal Letters."

Die Vorgänge in der Sonne, wie sie von dieser Site erklärt werden

Man versteht die Sonne und die Vorgänge auf der Sonne am besten, wenn man von der Erde ausgeht, das Paar Erde, Mond betrachtet. Erde und Mond rotieren um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Dabei deformiert die Fliehkraft und die Anziehungskraft des Mondes die Erde  zu einem Ellipsoid (um unsere Erklärung möglichst einfach und verständlich zu halten betrachten wir hier im folgenden nur die Fliehkräfte). Dem wirkt die Eigen-Gravitation entgegen, die die Erde zu einer Kugel formt. Die Eigen-Rotation der Erde wiederum bewirkt, dass diese Deformation ständig um den Erdball wandert, die Erde durchwalkt bis auf den festen Kern, die Materie zwischen Kern und Mantel flüssig hält (wir unterscheiden hier nicht zwischen innerem und äußerem Kern, weil dies hier nicht unser Thema ist.). Die Fliehkräfte sind jedoch zu gering um den festen Kern zu deformieren und dieser bleibt deshalb in seiner Form unverändert^[7]. Im Fall der Sonne sind die äußeren Kräfte (wir betrachten zuerst nur Jupiter und Saturn) sehr viel geringer, der feste Kern entsprechend größer. Wir haben es hier jedoch mit zwei (in Wirklichkeit 4: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) Planeten zu tun, die Kräfte (über den Massenschwerpunkt vermittelt erfährt die Sonne einen Drehimpuls) ausüben und damit eine feste Oberfläche verhindern ( im Fall der Erde der äußerst dünne Mantel, der Leben auf der Erde ermöglicht). Dies ist der wahre Grund für die voreilende Äquatorrotation der Sonne. Und dies ist neben den geringeren äußeren Kräften und der sehr viel höheren Gravitation dafür verantwortlich, dass die Sonne trotz allem eine perfekte Kugel darstellt.

Japan space agency. Aber nicht nur die UV-Strahlung folgt diesem Rhythmus, nahezu sämtliche Aspekte solarer Aktivität folgen diesem Rhythmus, selbst die gemessene Neutrino-Strahlung:  Aus SummaryCoronae.pdf (Max Planck Institut für Radioastronomie,Bonn): "The activities in the solar corona also follow the solar cycle . In fact, the level of almost every aspect of solar activities (flares, coronal mass ejections, etc.) follows the solar cycle. "

Letztlich erzeugt diese voreilende Äquatorrotation Reibung im Shear-Layer und damit Hitze (an der Oberfläche die gemessenen 5800 Kelvin) und damit turbulente Konvektionsbewegungen im Plasma. Die durch diese turbulente Bewegung  im Plasma^[1] und Induktion produzierten heftigen elektrischen Ströme sind von einem magnetischen Feld umgeben. Die so produzierten magnetischen Felder sind für die Flares und koronalen Massenauswürfe von magnetisiertem Plasmagas verantwortlich. Die Flares wiederum erhitzen die Korona durch einfache Widerstandserwärmung. Koronale Massenauswürfe schließlich finden statt, wenn zwei entgegengesetzt polarisierte Flares in direkter Nachbarschaft zueinander existieren. Sie ziehen sich dann gegenseitig an und produzieren beim Zusammentreffen einen Kurzschluss.  Auch der magnetische Dynamo der Sonne ist durch den Plasma-Gürtel geklärt. 

Die bis zu drei Millionen Kelvin heiße Korona hat selbstverständlich Rückwirkungen auf die Sonnenoberfläche, bewirkt sozusagen eine Verstärkung des Gesamteffektes. Dies ist zum Verständnis des Gesamtprozesses überaus wichtig.

Übrigens: Die Protoplanetar-Nebular-Hypothese, kann als widerlegt gelten. Zwei verschiedene Forscherteams sind zu demselben Ergebnis gekommen.

Links: http://en.wikipedia.org/wiki/Nebular_hypothesis oder http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnennebel

http://de.wikipedia.org/wiki/Kant-Laplacesche_Theorie usf..

Hier können Sie das auf dieser Seite beschriebene ausführlicher auf englisch lesen.

1) Heutige Betrachtungsweise der Sonnenzusammensetzung vorausgesetzt , allerdings ist hier noch einiges in Bewegung.  Plasma . Sollte sich die heutige Sichtweise als nicht richtig erweisen, ergäbe sich natürlich eine andere Folgerung, ein anderer zugrunde liegender Prozess. In Grenzzonen und Randbereichen, nicht-Plasma-Regionen und/oder Bereichen unvollständigen Plasmas (Sonnenflecken etc) dürften Ladungstrennungseffekte eine Rolle spielen. Da auf der Erde selbst die Blitzentstehung in Gewitterwolken oder bei Vulkanausbrüchen immer noch nicht vollständig geklärt ist, ist hier weitere Forschung erforderlich und die in diesem Punkt gegebene Erklärung vorläufig. Jedoch nur wenn wir von einer zum Sonneninneren niedrigeren Temperatur ausgehen wird der Gesamtprozess verständlich (und nicht den atomaren Fusionsreaktor im Sonneninneren annehmen). Dies zeigen alle tiefer gehenden Studien. Hier nur ein Beispiel:  "When combined with the fact that the center of the umbra is typically 700 km below the tops of the granules (i.e., the Wilson depression), the standard model has it that the layer generating the 5525 K radiation is only 700 km thick, and the sunspot somehow parts this layer, revealing the cooler convective zone beneath. In other words, the belief is that the underlying temperature is 3000~4500 K, while in the topmost 700 km, the temperature jumps up to 5525 K. If a sunspot is there, we peer into what we can't see otherwise. This is an odd piece in the standard model, which has all of the energy propagating outward from the core. If we could peel back the outer layer, we should see higher temperatures, not lower. " Dies war schon seit 2002 auf meinen alten Seiten im Internet zu lesen. Ich hatte dies schon 1969 meinem Physik-Professor, Prof. Weber in Darmstadt, vorgetrage

2) Auf der NASA-Seite ist dies mittlerweile immerhin schon zu einem  'area of current research' erklärt worden: "Since the Sun is a ball of gas/plasma, it does not have to rotate rigidly like the solid planets and moons do. In fact, the Sun's equatorial regions rotate faster (taking only about 24 days) than the polar regions (which rotate once in more than 30 days). The source of this "differential rotation" is an area of current research in solar astronomy." Im Jahr 2017 ist dies also endlich ein "area of current research"!
 

3) Der koreanische Astronom Kyu-hyun Chae hat eine Entdeckung gemacht (Hintergrundartikel hier), die bedeuten könnte, dass es keine dunkle Materie gibt. Sabiene  Hossenfelder stellte schon früher die Frage: "Is dark matter real?" und führt aus: "Astrophysiker haben eine Reihe von Beobachtungen gemacht, die sich nur schwer mit dunkler Materie erklären lassen. Es ist an der Zeit, darüber nachzudenken, dass hinter der Schwerkraft mehr stecken könnte, als Einstein uns gelehrt hat". Die Physik ist nun nervös, sie hyperventiliert, denn Hunderte, wenn nicht Tausende von Lehrstühlen und Forschungsprojekten weltweit hängen an der Theorie der dunklen Materie und hängen von ihr ab. Ist man jahrzehntelang einer weiteren Schimäre nachgejagt, existiert dunkle Materie nicht ? Detektoren wie die in Gran Sasso konnten trotz jahrzehntelanger intensiver Forschung keine Teilchen finden (man entschuldigt sich nun hinterher mit: "Direkte Messungen in irdischen Laboratorien sind selbst mithilfe von äußerst intensiven Teilchenstrahlen fast unmöglich"), Icecube, Cern fanden nichts, ebenso wie die Detektoren auf der ISS, wie auch Desy, um nur einige  wenige zu nennen.....

4) Dies vorbehaltlich einer abschließenden Klärung der Frage ob Gravitation einer abschirmenden Wirkung unterliegt.

5) Es wird immer mal wieder in US-Astronomie und Physik-Journalen von einem weiteren sehr großen Planeten außerhalb des Kuiper-Gürtels berichtet, der dann aber nicht bestätigt wird.

6) Entsprechend tauchen auch immer mehr Arbeiten auf, die die hier skizzierte Funktionsweise der Sonne unterstützen, hier nur eine Arbeit aus 2014  von vielen: "A phenomenological study of the timing of solar activity minima of the last millennium through a physical modeling of the Sun–Planets Interaction" by Rodolfo Gustavo Cionco & Willie Soon. Abstract: We numerically integrate the Sun’s orbital movement around the barycenter of the solar system under the persistent perturbation of the planets from the epoch J2000.0, backward for about one millennium, and forward for another millennium to 3000 AD. Under the Sun–Planets Interaction (SPI) framework and interpretation of Wolff and Patrone (2010), we calculated the corresponding variations of the most important storage of the specific potential energy (PE) within the Sun that could be released by the exchanges between two rotating, fluid-mass elements that conserve its angular momentum. This energy comes about as a result of the roto-translational dynamics of the cell around the solar system barycenter. We find that the maximum variations of this PE storage correspond remarkably well with the occurrences of well-documented Grand Minima (GM) solar events throughout the available proxy solar magnetic activity records for the past 1000 yr. It is also clear that the maximum changes in PE precede the GM events in that we can identify precursor warnings to the imminent weakening of solar activity for an extended period. The dynamical explanation of these PE minima is connected to the minima of the Sun’s position relative to the barycenter as well as the significant amount of time the Sun’s inertial motion revolving near and close to the barycenter. We presented our calculation of PE forward by another 1000 yr until 3000 AD. If the assumption of the solar activity minima corresponding to PE minima is correct, then we can identify quite a few significant future solar activity Grand Minima events with a clustering of PE minima pulses starting at around 2150 AD, 2310 AD, 2500 AD, 2700 AD and 2850 AD.