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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-5126
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/512/


Roth, Markus

Kopplung globaler Eigenschwingungen der Sonne durch Konvektion

Coupling of global eigenoscillations of the sun by convection

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Dokument1.ps (18.903 KB) (md5sum: 78142d45960a8ec94b9eb7bbbd30df44)

Kurzfassung in Deutsch

Der Einfluss von grossskaligen Stroemungskomponenten auf globale adiabatische solare Oszillationen wird mit Hilfe von Stoerungstheorie untersucht. Stationaere poloidale Komponenten fuehren zu Frequenzverschiebungen, die von der Stroemungsamplitude und der Differenz der Frequenzquadrate zweier koppelnder Schwingungen abhaengen. Fuer eine Amplitude von 100 m/s ist der Effekt in der Groessenordnung von 100 nHz. Eine meridionale Stroemung fuehrt zu symmetrischen Frequenzverschiebung im Multiplett, andere poloidale Stroemungskomponenten resultieren in asymmetrischen Verschiebungen. Im Fall zeitabhaengiger Stroemungen kommt es zu einer Umverteilung in der spektralen Leistungsdichte. Koppeln zwei Oszillationen mit den Frequenzen f1 und f2 durch eine mit der Frequenz F variierende Geschwindigkeitskomponente, treten Seitenbaender an den Stellen f1+n*(f1-f2) +- m*F bzw. spiegelbildlich zu (f1+f2)/2 bei f2+n*(f2-f1) +- m*F (mit n,m als natuerliche Zahlen) auf. Insgesamt wird ein Peak durch die Stroemung asymmetrisch, verbreitert und gegenueber dem Peak eines ungestoerten Oszillationsmodus verschoben.

Mit diesen Ueberlegungen wird eine Nachweisbarkeitsgrenze von 10 m/s fuer grossskalige Stroemungen in der Konvektionszone abgeleitet. An Hand von Beobachtungsdaten wird ein moeglicher Energieaustausch zwischen den Oszillationen nachgewiesen wie er durch die Resultate der Stoerungstheorie beschrieben werden kann.


Kurzfassung in Englisch

The effect of large-scale flows on the global adabtic solar oscillations
is studied with the help of perturbation theory. Steady poloidal flow
components result in frequency shifts, that depend on the flow amplitude
and the difference of the squared frequencies of two coupling modes. The
effect is in the order of 100 nHz for a flow amplitude of 100 m/s. A meridional flow leads to symmetric frequency shifts within the multiplets, all other poloidal components generally as result in asymmetric shifts. Non-steady flows lead to a leakage of the power of the modes into side-lobes. These side-lobes arise, e.g., by coupling of two modes with respective frequencies f1 and f2 by a harmonic varying flow component with frequency F. The position of the side-lobes are given by f1+n*(f1-f2) +- m*F or respectively symmetric to (f1+f2)/2 by (f1+f2)/2 at f2+n*(f2-f1) +- m*F (with n,m as integers). In total a peak becomes
asymmetric, broader, and shifted in comparison to the unperturbed mode, because of the influence of the flow.

On the basis of that considerations a detectability limit of 10 m/s for large-scale flows in the convection zone can be derived. Using observational data a possible energy exchange among the modes is proven, as it can be described by the results of the perturbation theory.


SWD-Schlagwörter: Theoretische Physik , Astronomie , Sonne , Schwingung , Konvektion
Freie Schlagwörter (deutsch): Sonnenphysik , Helioseismologie , p-Modi , gekoppelte Schwingungen
Freie Schlagwörter (englisch): Solar Physics , Helioseismology , p-modes , coupled oscillations
PACS Klassifikation 90. GEOPHY , ASTRONOMY , AND ASTROP , 96.60.-j S , 96.60.Jw S , 96.60.Ly O
Institut: Physikalisches Institut
Fakultät: Fakultät für Physik (bis Sept. 2002)
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Stix, Michael (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 22.07.2002
Erstellungsjahr: 2002
Publikationsdatum: 15.08.2002
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