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Bedenken gegen die Zllner'sche Erklrung der Sonnenflecke und Protuberanzen.

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lagen auf denen das Gebaude einer Hypotheee sich erheben 8011, mussen vor allen Dingen feste seyn, und Beobachtungen, welche nicht geniigend bestatigt oder von ihren
Urhebern selbst als unsicher bezeichuet worden sind, sollten vorlaufig unberiicksicht.igt gelassen werden, sofern man
beabsichtigt dafs die Hypothese anregend und fdrdernd
auf den Gang der wissenschafklichen Forschung einwirke.
Bothkamp, September 1872.
,
XII. Bedenken gegen die Zollner'sche ErkMrung
der Sonnenflecke wnd Protuberamen;
won Th. R e y c in Strafsburg i. E.
D i e Z o 11n e r 'schen Ansichten iiber die Beschaffenheit
der S o m e haben, namentlich auch durch popiiliire Zeitschriften eine so grofse Verbreitung gefunden , dafs eine
kurze Erorterung ihrer wissenschaftlichen Begrundung
nicht unzeitgemafs seyn diirfte.
Hrn. Z o l l n e r zufolge wird der von einer gliihenden
Atmosphare umgebene Sonnenkorper hegranzt von einer
feurig fltissigen Oberflachenschicht. Die eruptiven Protuberanzen sind Gasmassen, welche aus blasenfbrmigen Hohlraumen im Innern der Sonne hervorbrechen, die Oberflachenschicht zerreifsend. Die Sonnenflecke sind Schlackenmassen, welche dnrch locale Abkiihlung in der feurigen
Fliissigkeit entstehen und als ungeheiire Schollen auf ihr
treiben. Durch die Rotation wird das Aufsteigen der
Sonnenatmosphare in der Nahe des Aequators und das
Niedersinken der oben abgekiihlten Luftmassen an den Polen begiinstigt; die folglich voii kalterer Lufl umspiilten
Sonnenpole mufsten sich starker abktihlen als der Aequator, ,und in Folge dieser Abkiihlung verstiirkten sich die
,
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Polarstrome in den untersten Schichten der Atmosphare.
Diese zum Aequator striimende Luft aber hat in den niederen heliographisc hen Breiten nicht dieselbe Rotationsgeschwindigkeit, wie die von ihr beriihrte Oberflachenschicht ;
durch Reibung wird deshalb ihre eigene Rotationsgeschwindigkeit vergrbfsert und diejenige dieser feurig - fliissigen
Schicht verkleinert, so dars Driftstromungen in letzterer
entstehen. Diese Stromungen laufen der Drehbewegung
der Sonne entgegen, und verursachen die Ungleichheiten,
welcbe bei der Rotationsgeschwindigkeit der (in ihnen treibenden) Sonnenflecke beobachtet werden. Waren die Flecke
von wolkenartiger BeschafFenheit, so miifsten sie in Folge
dieser ungleichen Rotationsgeschwindigkeit sich rasch in
Streifen parallel dem Aequator auseinanderziehen.
Die Grundziige der Z ol In er'schen Ansichten uber die
Sonne glaube ich im Vorstehenden so gut, als es mit wenigen Satzen maglich ist, wiedergegeben zu haben. Gegen
diese Ansichten liabe ich vor mehr als einem Jahre in
meinem Buche fiber ,,Die Wirbelstiirme, Tornados und
Wettersaulen' folgende Bedenken erhoben und begriindet :
1. Hrn. Zo 11n e r 's einziger Einwand I) gegen die von
G a l i l e i , K i r c h h o f f und S p b r e r angenommene wolkenartige Beschaffenheit der Sonnenflecke, dafs namlich eine
Streifenbildung bei den einzelnen Flecken nicht wahrgenommen werde, beruht auf einem groben Rechenfehler ; es
werden namlich Bogenminuten mit Graden verwechselt.
( 8 . Wirhelstiirme S. 177).
Hr. Z o l l n e r giebt in seiner
iieuesten Schrift a) diesen Irrthum zu, ohne jedoch fiir seine
Verwerfung der G a1i l e i'schen Auffassung andere Griinde
beizubringen.
2. Die Aniiahme einer feiirig - fliissigen Oberflachenschicht der Sonne, aus welcher die eriiptiven Protuberanzen hervorbrechen, ist keineswegs, wie Hr. Z i i l l n e r be1 ) Z o l l n e r , Rotationsgesetz der Sonne etc. in den Berichten d. Bgl.
Sachs. Gesellsch. d. Wissenschaften, 1S71, S. 92.
2) Z o l l n e r , Temperatur und physische Beschaffenheit der Sonne, 2. Abhandl. ebend. 1S73, S. 27.
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hauptet l), zur Erkllirung dieser Protuberanzen nothwendig ;
vielmehr ktinnen letztere , wie ich nachgewiesen habe, in
der Sonnenatmosphare selbst durch den blofsen Auftrieb
stark erhitzter Gase entstehen (vgl. ,,Wirbelst." S. 169
u. 232 bis 234). Jene Zollner'sche Annahme ist geradezn. unzureichend zur Erklarung derjenigen von L o c k y e r
beobachteten Protuberanzen, in denen die Geschwindigkeit der aufsteigenden Gase oben groltier ist als unten
(,,Wirbelst.' S. 168, 169).
Die feurig - fliissige Oherflachenschicht ist Hrn. Z 611
n e r f i r seine Schlackentheorie der Sonnenflecke schlechthin unentbehrlich; der einzige anderweitige Grund aber,
den er fiir die Existenz dieser Schicht angiebt (n&m!ich,
dafs sie nothwendig sey zur Erklarung gewisser Protuberamen), ist aus dem eben Gesagten hinfallig.
3. Die Sonnenflecke konnen nicht, wie Hr. Z o l l n e r
annimmt , schlackenartige Massen seyn, welche als ungeheure Schollen auf einer feurigen Flfissigkeit schwimmen;
denn sie befinden sich in verschiedenen Hohen und es ist
sogar wiederholt ein Uebereinandergreifen derselben beobachtet worden (,,Wirbelst." S. 175).
4. Bei der ungeheuren Warmemenge, welche ein Fleck
an 'seiner unteren Flache fortwiihrend absorbirt, kann derselbe unmoglich monatelang als Schlackenscholle bestehen,
ohne zu schmclzen oder sich zu verfliichtigen (,,Wirbelst.'
S. 177 bis 178). Z o l l n e r ' s Vergleich solcher Schlacken
mit den Eisdecken unserer Seeen (,,Rotationsgesetz" S. 104)
diirfte nur dann passen, wenn die Schlacken unglaublicher
Weise alle von unten ihnen zustrbmende Sonnenwarme reflectirten.
5. Da die Sonne an ihren Polen wesentlich kalter ist als
am Aequator, so miil'sten, wenn die Zollner'sche Schlackentheorie richtig ware, die meisten Flecke in der Nahe der
Sonnenpole auftreten ; in Wirklichkeit aber kommen sie
-
1 ) Z o l l n e r , Temperatur und physische Beschaffenheit der Sonne, 1. Abhandl. ebend. 1870, S. 115 u. 116, sowie Z o l l n e r , Rotationsgesetz
der Sonne etc. 1871, S. 99.
411
dort gar nicht vor (,,Wirbelst.' S. 176 und 183). Hr. 2611n e r behauptet (,RotationspsetzU S. IOO), dals in den Polarzonen wolkenartige Tritbungen der Sonneuatmosphare
eintreten, welche die Strahlung und damit zugleich die Abkuhlung der Oberflgchenschicht so sehr vermindern dafs
daselbst keine Schlacken sich bilden konnen; bislang aber
ist von derartigen Trubiingen nicht das Geringste wahrgenommen worden.
6 . Hrn. Z i i l l n e r ' s Beweis I), dafs die Luftcirculation
in der Sonnenatmosphare und damit die Abkiihlung der
Sonnenpole schon in Folge der Rotation des Sonnenkiirpers und der hohen Temperatnr seiner Oberflache eintreten musse, ist falsch ; diese Abkuhlung ist vielinehr, wie
schon Sir J. H e r s c h e l bemerkt, eine Folge der starken
Absorption der Sonnenatmosphare welche am Aequator,
weil sie dort hiiher ist als an den Polen, die Sonne mehr
gegen rasche Abkiiblung schutzt (,,Wirbelst" S. 181). Ich
kann die Z 611n er'sche Priimisse nicht zugeben, ,,dafs die
durch Leitung in der Atmosphare erzeugten TemperaturUnterschiede nur mit einem labilen Gleichgewicht der iibereinander lagernden Luftschichten vertriiglich sind' ; denn
keineswegs haben, wie Hr. Z o l I n e r weiter behauptet, die
unteren Lufttheile allernal ein geringeres specifisches Gewicht als die oberen, welche unter kleinerem Druck sich
befinden. Ebensowenig kann ich zugeben, ,,dafs bei einer
rotirenden Kugel blol's deshalb weil am Aequator (in Folge
der Centrifugalkraft) die Intensitat der Schwere ein Minimum besitzt, hier ein Emporsteigen der von nnten erwlrmten Luft stattfinden muls" wie Hr. Z 6 11n e r behauptet.
Vielmehr wird die mitrotirende Atmosphare am Aequator
hoher stehen ale an den Polen und durch ihren Druck jenes Emporsteigen verhindern.
Gegen die umfangreiche Z ii 11n e r 'sche Abhandlung
,,Ueber das Rotationsgesetz der Sonne etc.' erhebe ich
,
,
,
1 ) Z 611ner, Periodicitat und heliographische Verbreitung der Sonnenflecken, ebend. IS70, S. 347 bis 348; vgl. ,,Ltotationspesetz" S. 99.
412
folgendes principielles Bedenken, welches in ineinem Buche
nicht am richtigen Platze gewesen ware.
7. Hr. Z o l l n e r leitet seine Formel
2 = A - B sin'
COB
'I'
fur die angulare Rotatiorisgeschwindigkeit aus drei theoretischen Aiinahmeii ab, vou dencn die erste (,Rotationsgesetz" S. 55) ~ i b e d i n g tverwerflich ist; alle Folgerungen,
welche er zu Gunsten seiner Schlackentheorie aus jener
Ableitung xieht, muls ich deshalb als werthlos erachten.
Es wurde schon oben angegeben, wie Hr. Z o l l n e r
sich die Driftstrorne seiner feurig - fliissigen Oberflachenschicht hervorgerufen denkt durch die iiber ihr hin dem
Aequator zustrtimende Luft. Durch die Reibung erhalt
diese Lufk eine ostliche Geschwindigkeits - Componente,
welche fiir die Rreite rp mit u bezeichnet wird; unter ihr
gleitet der Parallelkreis 9 mit einer grofseren Rotationsgeschwindigkeit v , cos tp fort. Wahrend nun die Luft sich
dem Aequator um die Breitendifferenz dp niihert, wachst
in Folge der Reibung u urn du, und zwar mufs
dv
-dT
von der Differenz (0, cos (p - u) beider Geschwindigkeiten
abhangig seyn. Statt dessen setzt Hr. Z o l l n e r , seiner
dv
durch Nichts motivirten ersten Annahlne gemafs, - dcp
proportional der Grofse D, sin y, in welcher u garnicht vorkommt, erhiilt also fur seine Formel eine falsche Differentialgleichung. Ich kann deshalb jene obige Formel als
eine theoretisch begriindete nicht betrachten will ihr dagegen, weil sie die C a r r i n g t o n'schen Fleckenbeobachtungen sehr gut darstellt, den Werth einer empirischen
nicht absgrechen.
__ __ __
,
Hr. Professor Z o l l n e r hat mir in seiner neuesten Abhandlung, der zweiten ,,Ueber die Temperatur und physische Beschaffenheit der Sonne" (8. 0.) die Ehre erwiesen,
mein Buch iiber ,,Die Wirbelstiirme, Tornados und Wettersiiulen mit folgenden Wortcn zu citiren:
413
,Auf die
in neuester Zeit von R e J e und F a y e aufgestellte Cyclonen Theorie der Sonnenflecke hier
niiher einzugehen, glanbe ich gegenwartig verzichten
zu kbnnen, nachdem bei der lebhaften Discussion dieser Anschauungen in der Pariser Akademie von
P. S e c c h i und T a c c h i n i die Widerspriiche hervorgehoben sind, in welche diese Theorie mit einfachen Thatsacheii der Beobachtung tritL'
Mir ist in jener ganzen , umfangreichen Discussion
keine einzige Bemerkung S e c c h i 's oder T a c c h i ni's aufgestolen, welche meinen Anschauungen widersprache ; ich
mufs deshalb Hrn. 2 611n e r ersuchen, diese angeblichen
Widerspriiche naher zu bezeichnen. Ich werde sogar nachweisen, daD die von P. S e c c h i , dem Hauptgegner Faye's,
aufgestellte Erklarung der Sonnenflecke in sehr wesentlichen Punkten mit der meinigen iibereinstimmt. Vor Allem aber mufs ich gegen Hrn. 2 b 11n e r 's Versuch, meine
Ansichten mit denjenigen F a y e ' s zusammeii zu werfen,
mich entschieden verwahren.
Mein ganzes Buch steht in geradem Gegensatze zu der
F a y e 'schen Cyclonen - Theorie. Hr. F a y e reproducirt
eine von den iilteren Erklarnngen der Wirbelstiirme zu
deren eingehenden Widerlegung ioh eineii besonderen A bschnitt verwende. Hr. F a y e nimmt an, dafs in den Wirbelsttirmen die oberen Luftschichten mit Gewalt heralstrudeln, wahrend ich auf Grund zahlreicher Reobachtungen und zuverlassig festgestellter Thatsachen den Beweis
fhhre, d a k in den irdischen Cyclonen ein starker aufsteigender Luftstrom herrscht. Als eine hervorragende Erscheinung bei den irdischen Cyclonen bezeichne ich wiederholt den dichten, schweren Wolkenteppich, welcher aus
dem Wasserdampfe dieses aufsteigenden Stromes sich bildet, den Wirbel Hunderte von Seemeilen weit iiberdeckt
und ununterbrochen strijmenden Regen herabgiefst ; Hr.
F a y e scheint diese Thatsache ersten Ranges, die mit seiner
Theorie im Widerspriich steht, nicht einmal zn kennan.
Kurz es ist iuir vijllig unbegreiflich, wie Hr. Z i i l l n e r
-
,
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von einer ,,von R e y e und F a y e aufgestellten Cyclonentheorie der Sonnenflecke" reden kann. Denn dafs ein so
tugendhafter Critiker uber mcin Buch ein absprechendes
Urtheil abgeben kijnnte ohne es gelesen zu haben,. mag
ich nicht annehmen.
Auf den Ruhm, wie die HH. Z i j l l n e r und F a y e eine
neue Theorie der Sonncnflecke aufgestellt zu haben, mache
ich uberhaupt keinen Anspruch. Ich schliefse mich einfach den Ansichten von Autoritaten wie G a l i l e i , K i r c h h o f f nnd S p 6 r e r an, wonach die Sonnenflecke wolkenartige Verdichtungsproducte der Sonnenatmosphare sind.
Mit Rticksicht auf die neuerdings festgestellte Thatsache,
dafs die Flecke mit Dampfen von Natrium, Calcium, Eisen,
Magnesium und anderen Metallen erfullt und von ,,metallischen' eruptiven Protuberanzen umgeben sind, und in
Erwagung, dafs sie trote der enormen Warmemengen, die
sie an ihrer der Sonne zugekehrten Seite fortwahrend absorbiren, oft Wochen, j a Monate lang andauern ohne sich
zu verfliichtigen, habe icli mir nur einen Zusatz zu jener
250 Jahre alten Auffassung der Flecke erlaubt, indem ich
sagte (,,Wirbelst." S. 178) :
,,Die Sonnenflecke sind wolkenartige Verdichtungsproducte in den tieferen Regionen der Sonnenatmosphare, welche sich ahnlich wie die grofsen Wolkenschichten der irdischen Cyclonen von unten her erneuenu
Unter bestandiger Berucksichtigung des massenhaften
Beobachtungs-Materials habe ich im Anschlufs hieran erijrtert : das Entstehen dieser Wolken durch Emporsteigen
iiberhitzter Metalldampfe und Gase , die Bildung der Penumbra, die sie umgebenden eruptiven Protuberanzen, die
raschen Formanderungen und andere begleitende Erscheinungen, namentlich auch die ofter bei Sonnenflecken beobachteten Wirbelbewegungen.
Man vergleiche nun mit dieser Erklarung die folgende
1) Secchi, Sur les profubbances et les taches solaires; in den Co~nptes
Rendus voni 3. Febr. 1573, T.76, No. 5, S. 253.
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des P. S e c c h i , welche in seiner ersten, der Faye’schen
Theorie entsprechenden Arbeit ’) enthalten ist :
,,Les taches sont produites par l’lruption, de l’intdrieur, de masses de oapeurs mdtalliques . . . Ces masses
restent alors suspendues et flottantes dans la yhotosphere elle-m&me, comme des Oles (je ne dis pas des
nuages) mais comme des Oles partiellement ou compldtement enfoncdes jusqu’au nioeau de la photosphbre;
elles produisent alors l’effet de caaitds, dans cette
couche brillante. Du reste, la disposition m&me de
nuages suspendus a un niveau supdrieur n’est pas impossible d concevoir, surtout au moment de I’lruption
qui soulbe quclquefois les masses a une grande hauteur.
Ces masses sont naturellement un peu refroidies et deviennent ainsi plus absorbantes.’
Im Wesentlichen geben diese Satze meine eigenen,
Hrn. S e c c h i bekannten Anschauungen wieder. Hr. S e c c h i
und ich stimmen darin iiberein, dak die Flecke d u d
Emporsteigen von Metalldampfen entstehen, und dafs diese
sie bildenden Dampfmassen in den tieferen Regionen der
Sonnenatmosphiire (der Photosphiire) schweben. Nnr scheiiit
P. S e c c h i sich jenes Emporsteigen als vulkanische Eruption vorzustellen und vermeidet den Ausdrllck ,,WolkeU aus
Granden, die er nicht angiebt.
Strafsburg i. E. 10. Juli 1873.
.
1) S e c c h i , Sur les protubbances el les taches solaires; in den Coinptes
Rendus vom 3. Febr. 1873, T.76, No. 5, p . 253.
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