Die solaren Rossby-Wellen bewegen sich entgegengesetzt zur Rotationsrichtung der Sonne und haben eine Lebensdauer von mehreren Monaten.
Deutsche Forscher haben riesige, wirbelförmige Wellen auf der Sonne entdeckt. Wie das Team um Laurent Gizon vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) im Fachblatt "Nature Astronomy" berichtet, handelt es sich dabei um ein ähnliches Phänomen wie bei den irdischen Rossby-Wellen, die sich in der Erdatmosphäre und den Ozeanen bilden. Die solaren Wellen breiten sich entgegengesetzt zur Rotationsrichtung der Sonne aus, haben eine Lebensdauer von mehreren Monaten und maximale Amplituden am Äquator der Sonne.
Dass Rossby-Wellen auch auf Sternen auftreten, wurde schon vor Jahrzehnten postuliert. "Solare Rossby-Wellen haben sehr kleine Amplituden und Perioden von mehreren Monaten, sodass sie extrem schwer zu erkennen sind", sagte Gizon. Für ihre Studie haben die Forscher einen Datensatz des Instruments Heliospheric and Magnetic Imager (HMI) der Nasa-Sonde Solar Dynamics Observatory (SDO) ausgewertet, der das Ergebnis von sechs Jahren Beobachtung ist.
Gigantische Wellenlängen
"Die HMI-Aufnahmen haben eine ausreichend hohe räumliche Auflösung, um die Bewegung der Granulen auf der sichtbaren Oberfläche der Sonne verfolgen zu können", sagte Björn Löptien, Erstautor der Studie. Bei den Granulen handelt es sich um vergleichsweise kleine Konvektionszellen, die auf der Sonnenoberfläche rund 1.500 Kilometer groß sind. Dank der Bewegung der Granulen konnten die Forscher auf die viel größeren Wirbelströmungen schließen, die mit den Rossby-Wellen verbunden sind. Mithilfe helioseismologischer Methoden konnten die solaren Rossby-Wellen im Sonneninneren in Tiefen bis zu 20.000 Kilometern untersucht werden.
"Insgesamt finden wir auf der Sonne große wirbelförmige Wellen, die sich entgegen der Rotation bewegen. Dass diese Wellen nur in den äquatorialen Regionen zu sehen sind, ist völlig unerwartet", so Gizon. Die Wellenmuster seien über mehrere Monate stabil. Die Forscher konnten erstmals den Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge der Wellen bestimmen und sie so eindeutig als Rossby-Wellen identifizieren. Gizon: "Solare Rossby-Wellen sind gigantisch, ihre Wellenlängen vergleichbar mit dem Sonnenradius." Sie seien ein wesentlicher Bestandteil der inneren Dynamik der Sonne, da sie zur Hälfte der kinetischen Energie der Sonne beitragen. (red, 8.5.2018)