Strömungen an der Sonnenoberfläche

Während im Sonneninneren die Energie, die im Zentraum aus Kernreaktionen freigesetzt wird, durch Strahlung nach außen transportiert wird, überwiegt in einer Kugelschale, die das äußerste Drittel des Sonnenkörpers ausmacht, Energietransport durch Strömungen (Konvektion). Ganz außen, dort, wo direkte Beobachtungen möglich sind, handelt es sich dabei um die sog. Granulation, dem Gegenstand unseres Projektes. Da die Sonnenoberfläche einzigartige Möglichkeiten zum Studium astrophysikalischer Plasmen bildet, werden weltweit große Anstrengungen zu entsprechenden Studien unternommen. Das vorliegende Projekt soll zu solchen Untersuchungen beitragen. Ganz wesentlich ist dabei die Zusammenarbeit zwischen den Gruppen an der Universität Graz (wo seit langem die Beobachtung der Sonne das wesentlichste Forschungsfeld ausmacht) und Wien, Institut für Mathematik, wo die numerische Simulation konvektiver Strömungen betrieben wird. Gerade der ausführliche Vergleich zwischen Beobachtungen und Theorie (Simulation) soll dabei besonderes Gewicht erhalten. Dazu werden von Graz aus (in internationaler Zusammenarbeit und unter Verwendung der besten Beobachtungsmöglichkeiten der europäischen Sonnenphysik) Beobachtungen gewonnen und ausgewertet. Sie werden auch in Zusammenhang zu den Modellrechnungen aus Wien gesetzt. Wien wird durch Weiterentwicklung von Software, die hochauflösende Numerik und entsprechende Visualisierungmöglichkeiten umfasst, in die Lage versetzt, Simulationen durchzuführen, welche die besonders wichtigen kleinräumigen Skalen - deren Reichtum an Strukturen gerade erst durch neueste Beobachtungen erwiesen wird - darzustellen und im Detail zu untersuchen. Neben diesen Untersuchungen der Details - die aber den grundlegenden Zustand des solaren Plasmas betreffen! - sollen auch größerräumige Phänomene (Mesogranulation,...) untersucht werden, bezüglich deren Ursache und auch genauer Struktur noch weitgehend Unklarheit herrscht. Auch für die Arbeiten in Wien spielen internationale Kooperationen (Max Planck Institut für Astrophysik, D; National Center of Atmospheric Research, USA) eine große Rolle. Die erarbeitete Software wird es - über das gegenständliche Projekt hinaus - gestatten, entsprechende Untersuchungen an Sternen durchzuführen, wo natürlich das Beobachtungsmaterial weit weniger detailliert ist und wo wir daher unsere genaue Kenntnis zunehmend Modellrechnungen verdanken werden.

Während im Sonneninneren die Energie, die im Zentraum aus Kernreaktionen freigesetzt wird, durch Strahlung nach außen transportiert wird, überwiegt in einer Kugelschale, die das äußerste Drittel des Sonnenkörpers ausmacht, Energietransport durch Strömungen (Konvektion). Ganz außen, dort, wo direkte Beobachtungen möglich sind, handelt es sich dabei um die sog. Granulation, dem Gegenstand unseres Projektes. Da die Sonnenoberfläche einzigartige Möglichkeiten zum Studium astrophysikalischer Plasmen bildet, werden weltweit große Anstrengungen zu entsprechenden Studien unternommen. Das vorliegende Projekt soll zu solchen Untersuchungen beitragen. Ganz wesentlich ist dabei die Zusammenarbeit zwischen den Gruppen an der Universität Graz (wo seit langem die Beobachtung der Sonne das wesentlichste Forschungsfeld ausmacht) und Wien, Institut für Mathematik, wo die numerische Simulation konvektiver Strömungen betrieben wird. Gerade der ausführliche Vergleich zwischen Beobachtungen und Theorie (Simulation) soll dabei besonderes Gewicht erhalten. Dazu werden von Graz aus (in internationaler Zusammenarbeit und unter Verwendung der besten Beobachtungsmöglichkeiten der europäischen Sonnenphysik) Beobachtungen gewonnen und ausgewertet. Sie werden auch in Zusammenhang zu den Modellrechnungen aus Wien gesetzt. Wien wird durch Weiterentwicklung von Software, die hochauflösende Numerik und entsprechende Visualisierungmöglichkeiten umfasst, in die Lage versetzt, Simulationen durchzuführen, welche die besonders wichtigen kleinräumigen Skalen - deren Reichtum an Strukturen gerade erst durch neueste Beobachtungen erwiesen wird - darzustellen und im Detail zu untersuchen. Neben diesen Untersuchungen der Details - die aber den grundlegenden Zustand des solaren Plasmas betreffen! - sollen auch größerräumige Phänomene (Mesogranulation,...) untersucht werden, bezüglich deren Ursache und auch genauer Struktur noch weitgehend Unklarheit herrscht. Auch für die Arbeiten in Wien spielen internationale Kooperationen (Max Planck Institut für Astrophysik, D; National Center of Atmospheric Research, USA) eine große Rolle. Die erarbeitete Software wird es - über das gegenständliche Projekt hinaus - gestatten, entsprechende Untersuchungen an Sternen durchzuführen, wo natürlich das Beobachtungsmaterial weit weniger detailliert ist und wo wir daher unsere genaue Kenntnis zunehmend Modellrechnungen verdanken werden.