Breitbandspektrum der Sonne

Breitbandspektrum der Sonne

Breitbandspektrum ist eines, das alle beobachteten Wellenlängenbereiche umfasst. Bei den BB-Spektren unserer Sonne gibt es einen scharfen (nicht differenzierbaren) Knick in der Kurve im UV-Bereich (wie oben gezeigt). Welche Bedeutung hat dieser Knick?

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Der Punkt hier ist, dass „das Sonnenspektrum“, das von „der Sonne“ empfangen wird, je nach Frequenz tatsächlich von verschiedenen Orten kommt. Die (stilisierte) glatte Kurve bei optischen und IR-Frequenzen ist Pseudo-Schwarzkörperstrahlung aus der Photosphäre. Pseudo-Schwarzkörper, weil die Strahlung aus unterschiedlichen Tiefen und Temperaturen in der Photosphäre kommt, wodurch Absorptionsmerkmale entstehen.

Die Photosphäre ist nicht heiß genug, um erhebliche Mengen an Schwarzkörper-UV-Strahlung zu erzeugen, was für den scharfen "Wien-Schwanz" verantwortlich ist, der in das UV absterbt.

Die gestrichelten Linien im UV- und Röntgenfrequenzbereich sind Emission, die von der Chromosphäre und Korona stammt. dh sie stammen aus einem physikalisch abgegrenzten Bereich und es gibt daher keinen Grund, warum sie mit der Strahlung der Photosphäre eine durchgehende Kurve bilden sollten.

Die UV- und Röntgenemission ist eine Kombination aus Wärmestrahlung aus heißem Plasma in der Korona (at 10 6 K), das Kontinuumbremsstrahlung und Rekombinationslinien von hochionisierten Metallionen wie Fe X oder O VI und Plasma erzeugt 10 4 - 10 5 K in der Chromosphäre und Übergangsregion, die von diskreten Rekombinationslinien dominiert wird, die von Ionen wie Mg II und C IV erzeugt werden.

Der Grund dafür, dass eine Diskontinuität bestehen bleiben kann, liegt darin, dass Photosphäre, Chromosphäre und Korona nicht strahlungsgekoppelt sind. dh die darunter liegende Photosphäre ist nicht die Wärmequelle für Chromosphäre und Korona. Das Heizmittel ist das solare Magnetfeld.

Der Punkt hier ist, dass der Knick, auf den Sie hinweisen, nicht zum BB-Spektrum der Sonne gehört. Dieser Teil des Sonnenspektrums ist ein klassisches Beispiel für eine breite Klasse von Strahlung, die als nichtthermische Strahlung bezeichnet wird. Der physikalische Ursprung dafür ist im Allgemeinen, dass jedes beschleunigte Teilchen einen Teil seiner Energie abstrahlt, mit der erfahrenen Beschleunigung a, Strahlungsleistung P und deren Verhältnis P a 2 in einem vom genauen Prozess abhängigen Wellenlängenbereich.
Die Ursprünge dieser Beschleunigungen werden normalerweise als starke magnetische Wechselwirkungen auf dem Plasma der Sonnenoberfläche angesehen, die die berühmten Sonnenflecken und koronalen Schleifen erzeugen . In diesen Schleifen werden Elektronen und Protonen in den Weltraum geschossen, folgen der Schleife und kehren dann zurück auf die Sonnenoberfläche. Bei der Rückkehr setzen sie Bremsstrahlung frei , da die Wechselwirkungen zwischen Schleifenpartikeln und Oberflächenplasma starke Bremsbeschleunigungen erzeugen.

Spektren für solche Prozesse werden in jedem Standardlehrbuch der theoretischen Astrophysik hergeleitet und sind grob angegeben d P d t e x p ( h v k B T ) , was ziemlich gut zum UV-Anteil in dem von Ihnen angegebenen Spektrum passen sollte. Das erklärt nun auch die Variabilität dieses Teils des Sonnenspektrums: Da die Anzahl der Schleifen und Sonnenflecken mit der Sonnenaktivität korreliert , ist klar, dass die UV-Bremsstrahlungs-Produktion dies auch tun sollte.
Es gibt jedoch noch viel mehr, wenn Sie interessiert sind. Angesichts bestimmter heftiger Ausbrüche , die bei der Freisetzung magnetischer Energie auftreten, gibt es Modulationen des emittierten Radioflusses (ebenfalls in Ihrem Diagramm angegeben) in höherenergetische Bereiche von Röntgenstrahlen.

Die UV- und Röntgenstrahlung aus der Korona- und Chromosphäre ist Wärmestrahlung.