Was ist dieses Netz auf der Oberfläche der Sonne?

Die dunklen Linien sind kältere Bereiche am Rand der Konvektionszellen, wo das abgekühlte Plasma ins Sonneninnere absinkt. Jetzt "kälter" für die Oberfläche der Sonne, ist immer noch ziemlich heiß, wie hier erklärt .

An den gelben Stellen steigt das Plasma an die Oberfläche. Jeder gelbe Fleck (der eigentlich die Größe eines Landes hat) wird als Körnchen bezeichnet , und dieses netzartige Erscheinungsbild wird als Granulation bezeichnet.

Im äußeren Teil der Sonne (der Konvektionszone im Bild unten) herrscht Konvektion, d. h. heißeres Plasma schwimmt nach oben, kühlt an der Oberfläche ab und sinkt wieder ab, wie in einer Lavalampe.

Das Vorhandensein einer Konvektionszone im äußeren Teil des Sterns wird durch die Masse des Sterns bestimmt , und es wird angenommen, dass alle Sterne mit einer Konvektionszone in ihrer oberen Schicht solche Granulationsmuster aufweisen. Sterne wie unsere Sonne oder kleiner haben also diese Muster.

Bei größeren Sternen befindet sich die Konvektionszone jedoch im inneren Teil des Sterns und der äußere Teil des Sterns ist die Strahlungszone, sodass es möglicherweise nicht die gleichen Muster auf der Oberfläche gibt.

Die Erklärung von Usernumber zu den hellen und dunklen Regionen ist korrekt, aber es müssen mehr Details über die Granulation auf anderen Sternen hinzugefügt werden.

Granulation wird auf anderen Sternen mit Oberflächenkonvektionszonen erwartet, aber die Eigenschaften und Zeitskalen der Granulation können ganz anders sein.

Auf der Sonne erscheinen und verschwinden die Körnchen in Zeitskalen von 10 bis 30 Minuten und die Körnchen haben einen charakteristischen Durchmesser von etwa 1500 km. Auf der Photosphäre der Sonne sind also etwa 4 Millionen davon sichtbar.

Es wird erwartet, dass die Größe der Körnchen mit der Gravitationsskalenhöhe in der Photosphäre variiert, die proportional zu ist$T_{\rm eff}/g$. Daher wird erwartet, dass Sterne mit niedrigeren Temperaturen (K- und M-Sterne) kleinere Körnchen haben, aber Sterne mit geringerer Oberflächengravitation (Unterriesen und Riesen) haben viel größere Granulationsmuster ( Cranmer et al. 2014 ) .

In der Tat, da die Schwerkraft wie folgt skaliert$R^{-2}$, wird das Verhältnis des Radius des Sterns zur Größe eines Körnchens kleiner, wenn die Gravitation abnimmt. Daher wird erwartet, dass Riesen weit weniger, aber größere Körnchen haben.

Auch die Zeiträume sind unterschiedlich. Die Frequenz der Granulation scheint mit der Spitzenfrequenz der p-Modus-Oszillationen zu skalieren, die wiederum als skaliert$g/\sqrt{T_{\rm eff}}$, und daher haben kühlere Sterne eine höherfrequente Granulation, aber Riesen mit 1-2 Größenordnungen geringerer Oberflächengravitation haben viel langsamere Granulationsmuster ( Kallinger et al. 2014 ).

Die Wahrheit des oben Gesagten wurde im Wesentlichen durch die Verwendung von scheibenintegrierter Variabilität bestätigt, die in Sternen beobachtet wurde, die vom Kepler-Satelliten beobachtet wurden.

Natürlich kann das Granulationsmuster in fernen Sternen nicht abgebildet werden, außer in den Sternen mit den größten Radien und größten Granulationsmustern. Es wurde behauptet, dass Schwankungen der Oberflächenhelligkeit auf Beteigeuze auf Granulation zurückzuführen sind, aber die ersten wirklich glaubwürdigen Bilder stammen vom nahen Hyperriesen$\pi^1$Gruis ( Paladini et al. 2017 ). Dieser Stern hat die Hälfte der Temperatur der Sonne und seine Schwerkraft beträgt etwa$10^5$mal niedriger. Nach den obigen Vorstellungen müssten die Körnchen 50.000 mal größer sein als auf der Sonne, also einen Durchmesser von 75 Millionen km haben.

Der Radius von$\pi^1$Gru ist etwa 250 Millionen km groß, seine Oberfläche wird also nur von etwa 100 Körnern bedeckt sein, was ungefähr mit dem übereinstimmt, was beobachtet wird (siehe unten).

VLT Nahinfrarotbild von$\pi^1$Gru (ESO).

Ich werde der Antwort von @ Benutzernummer einige Grafiken hinzufügen . Leider können wir aus irgendeinem Grund noch nicht "hat YouTubes", also füge ich einfach die Links hinzu.

Es gibt zwei Videos der Sonne, die in Phil Plaits Artikel Bad Astronomy verlinkt sind

• DKIST zeigt erstmals hochauflösendes Video von Solargranulat
• DKIST First Light Video der Sonnengranulation (Weitwinkel) .

Hier ist die gleiche Art von Konvektionszellen, die in bekannteren Umgebungen gezeigt werden:

• Bénard-Marangoni-Konvektion in einer Kakaotasse
• Konvektionsströme in Miso-Suppe
• Konvektion von Kaffee und Milch