Heliosphärische Stromschicht

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Die heliosphärische Stromschicht

Die Heliosphärische Stromschicht oder auf Englisch Heliospheric current sheet, oft abgekürzt als HCS, ist die Grenzschicht in der Heliosphäre, in der die Polarität des Magnetfeldes der Sonne von Nord nach Süd wechselt.

Das Magnetfeld ändert sich zeitlich; durch die Rotation der Sonne erhält die heliosphärische Stromschicht dadurch die Form einer rotierenden Spirale um den Bereich der Sonnenäquatorebene. Sie ist im Bereich der Erdumlaufbahn etwa 10.000 km dick und reicht nach außen so weit wie der Sonnenwind.

Innerhalb der heliosphärischen Stromschicht fließt ein kleiner elektrischer Strom.

Form[Bearbeiten]

Die Parkerspirale

Idealisiert hat die Form der heliosphärischen Stromschicht die Form einer archimedischen Spirale. Sie wird als Parkerspirale bezeichnet, nach dem US-amerikanischen Astrophysiker Eugene N. Parker, welcher in den 1950er Jahren den Sonnenwind und viele seiner Phänomene vorhersagte.

Das interplanetare Magnetfeld wird durch den aus geladenen Teilchen bestehenden Sonnenwind, ein Plasma, bewirkt. Es kann nur entfernt als Dipolfeld angesehen werden. Die scharf begrenzten koronalen Löcher, die bei Sonnenfleckenmaxima an beliebigen Orten auftauchen können, befinden sich zu Zeiten des Sonnenfleckenminimums nur an den Polregionen.

Die Form der heliosphärischen Stromschicht hängt sehr stark von dem aktuellen Magnetfeld der Sonne ab, welches vom normalen Dipol bis zu einem Feld mit z.b. zwei Nordpolen variieren kann. In einigen Veröffentlichungen spricht man vom "Ballerina skirt" d. h. Ballerinarock, als normalen Zustand. Als die Sonne im Jahr 2000 einen zweiten magnetischen Nordpol ausbildete, wurde vorhergesagt, dass die Stromschicht die Form eines eine Milliarde Kilometer großen Schneckenhauses annehmen würde. Tatsächlich konnten Messungen der ESA-NASA-Sonde Ulysses diese Vorhersage bestätigen.

Elektrischer Stromfluss[Bearbeiten]

Der elektrische Strom in der Stromschicht ist radial einwärts gerichtet und hat eine Größenordnung von maximal 10-10 A/m² (10−4 A/km²).

Im Vergleich sind die Birkeland-Ströme 1000-fach schwächere astrophysikalische Ströme, die in der Umgebung der Erde zu finden sind.

Geschichte[Bearbeiten]

Die heliosphärische Stromschicht wurde von John M. Wilcox[1] und Norman F. Ness[2] entdeckt. Sie veröffentlichten dies im Jahre 1965. In den 1970er Jahren entwickelte K. H. Schatten[3] das erste mathematische Modell zur Form der Stromschicht.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. http://wso.stanford.edu/images/people/wilcox.html (Englisch)
  2. John M. Wilcox, Norman F. Ness: Solar source of the interplanetary sector structure (Englisch)
  3. http://lib.bioinfo.pl/auth:Schatten,KH

Weblinks[Bearbeiten]