ASTRONOMISCHE NACHRICHTEN. Band 258. Nr. 6170. 2.

Uber Helligkeit und Durchmesser der Granulationselemente der Sonnenoberflache. Von H . Strebel und B. Thuring.

Vor einigen Jahren haben die Verfasser den Versuch gemacht, mit Hilfe einer photometrischen Statistik den Weg zu einer quantitativen Erforschung der Eigenschaften der Sonnengranulation zu finden '). Die fundamentale Frage war hierbei, ob es uberhaupt moglich sei, angesichts des volligen Mangels einer einigermahen scharfen Begrenzung der Granu- lationselemente eine deutliche und wohldefinierte Zweiteilung der Sonnenoberflache durchzufiihren, namlich in das von der Granulation bedeckte und in das ))intergranularecc Gebiet. Es zeigte sich in der l a t , daR dies trotz der auf den ersten Blick volligen Regellosigkeit des Phiinomens (vergl. Abb. 3 in I) inijglich ist. Dies fiihrte dann zur Definition der ))Basis dcr Granulationa und gab damit die Moglichkeit, scharf definierte Durchmesser der Granulationselemente zu messen (Abb. 6'in I). Remerkenswert war dabei die Feststellung, daR diese Granu- lationsbasis nicht mit der gcniittelten Sonnenhelligkeit zu- sammenfiel, sondern (bei der untersuchten UV-Aufnahme der Sonne) eine Teilung der Sonnenoberfliche im Verhaltnis 3 : z (Granula : intergr. Gebiet) ergab. Diese photoinetrischen Ver- suche sind nun in der Folgezeit weitergefuhrt worden, und zwar an Hand derselben Platte. Der Zweck war, I . die in I aus der Untersuchung eines einzigen Sonnendurchmessers erhaltenen Ergebnisse ;iuf ihre Realitat zu prufen durch Wiederholung und Erweiterung der Messungen niit Hilfe einer anderen photometrischen Methode, 2. nach der Existenz eventueller Randeffekte der Granulation, d. h. einer h d e r u n g ihrer statistischen Eigenschaften von der Sonnenmitte zum Rande hin zu suchen.

Obwohl diese Arbeit noch nicht abgeschlossen ist, sol1 doch im folgenden ein Zwischenergebnis veroffentlicht werden, welches sich auf einen deutlichen Zusammenhang zwischcn Durchmesser und Flachenhelligkeit der einzelnen Granula bezieht.

Es handelt sich um cine Ultraviolett-Aufnahme, ge- wonnen am 9.4 m-Spiegel der Sternwarte Munchen-Herr- sching am 6. Oktober 1928 auf einer Perutz-Diapositiv-Platte. Ihre photometrischen und sonstigen Eigenschaften sind in I ausfuhrlich angegeben worden. Hier moge nur das fur das Folgende Wesentliche Platz finden. Zwecks Verstarkung der Kontraste waren durch wiederholten UmkopierprozeR zwei kontrastreiche Diapositive fur die Mittelzone bzw. die rand- nahen Zonen hergestellt worden, die zur eigentlichen Photo- metrierung verwendet wurden. Der Zusammenhang zwischen der Schwarzung S der Originalplatte und der Intensitat ] der UV-Sonnenstrahlung konnte nach empirischem Ubergang auf die Originalplatte in der Gleichung ausgedriickt werden:

. . . .. . . ... . . -. . . -.

(S - 43) . 0 . 0 O ~ c ) Z = log]. ( 1 )

Die Schwarzung S bezieht sich d d x i auf die Keilablesung des Hartmannschen Mikrophotonicters der Munchener Stern- warte.

Zur Prufung der Realitiit dcr in I gewonnenen Ergeb- nisse wurde nun nicht mehr mit einem Hartmannschen Photo- meter gearbeitet, sondern mit clcin Kochschen lichtelektrischen Registrierphotometer des Hainburper Physik. Instituts. Diese Arbeit fuhrte Herr Dr. Po//ahn ;HIS, dem an dieser Stelle der herzlichste Dank fur seine Xliihewaltung ausgesprochen sei. Nicht nur einer, sondern 4 unter 45' geneigte Durchmesser der Sonne wurden der photometrischen Registrierung unter- zogen. Ein gleichzeitig photomctrierter Stufenkeil, dessen Schwarzungswerte am Munchencr Hartmannphotometer eben- falls crmittelt waren, besorgte tlen Ubergang von den Re- gistrierkurven auf die Schwirzung S und mit Hilfe voii ( I )

auf die Intensitat J . Die urspriinglichen Kegistrierkurven wurden noch einmal photographisch vergroBert und konnten dann bequem, auf ein Rrett aufgespannt, mit einem daruber- gelegten durchsichtigen Millimeterpapier abgelesen werden. Wie in I wurden dann die erhaltenen Intensitaten auf Milli- meterpapier graphisch aufgetragen. Der weitere Gang des Verfahrens entsprach genau den .4usfuhrungen in I. Nachdem durch Mittelbildung uber die Einzelmessungen der mittlere Intensitatsverlauf der Sonne gewonnen und in das Granu- lationsdiagramm eingetragen war, wurde die Basis der Granu- lation nach dem in I geschilderten Verfahren bestimmt. Sie stimmte mit dem Ergebnis in I quantitativ ubereiri, womit die Realitiit der oben erwiihnten Zweiteilung im Verhaltnis 3 : z auf dieser Platte gesichert i5t. Einzelheiten mussen einer spateren Veroffentlichunp vorlAialten werdcn.

A. D i e Granul:t . The 1 Lhrchme er sind zur Unter- suchung einer eventucllen Randabhiin gkeit der Eigen- schaften der Granulation in konzentrische Zonen von je 10'

Rreite geteilt worden. Fiir jetle Zone gesondert wurden dann die von der Photomctriermg crfanten Durchmesser der Granula sowohl wie der intergranularen Gebiete aus dem Diagramm entnommen und n x h Intensitats d i f f e r e n Zen gegen die Basis der Granulation gcordnet. In Tabelle I sind die Ergebnisse fur die 4 ersten. his jetzt untersuchten Zonen, also von der Sonnenmitte his zu cinem heliographischen Ab- stand von 4oC, wiedergegeben. Die Intensitatsdifferenzen kijnnen n a h e r u n gswei se als GroBcnklassendifferenzen an- gesehen werden.

Die Tabelle I enthiilt die -4usdehnung (Durchmesser) der einzelnen Granula in Bogensekunden.

1) H. Strebel und B. Thiirzng, Untersuchungen zu einer photometrischen Statistik der Granulation der Sonnenoberflache, %. f. -4p. 5.348; im folgenden als I zitiert.

2

19 6170 2 0

2 2

7 5 2

6 5 5 4

1.8

I 7

Tabe l l e I.

4"lr8"/rr"l 17" 6 21 11

7 I3 34 ~ 3 19 12

I5 5 I1

3 1 2 7 8 7 13 2 1

9 12 I5 x8 5 16 3 I3

5 3 5 4 8

3 4 8 3

5

Intensitatsdifferenz gegen die Basis .or/o.oz/o.03/o.04jo.05~ 0.06 i 0.07 j 0.08 I o.og j o.lo 1 o.II 1 o.Iz 10.13

24" 9 5

3' I1

6 3

7 4 8

2

Zone 111.

4

9 3 5

5 8 4

I :s

I 2

I 0

. -_

7 n 16 43

7 1.8 6

I2 I !

1 3 4

56" 23

6" 16

34" 47

-

:411

Intensitatsdifferenz gegen die Basis

Zone IV.

9 0.6 3 5 12

. A

W 0.9 3 1 3 1 2 26

2 5 112 3" 6" 8" 10" 14" 1 1 1 1 I 17" I rc)" /(33")1(23"4 I 1 In Fig. I ist der Zusaminenhang zwischen Durchmesser

und Intensitatsdifferenz gegcn die Basis, getrennt nach den 4 Zonen (gemittelt) dargestcllt. Es zeigt sich keine Andeutung eines systematisch verschicdcnen Verhaltens der 4 Zonen. Somit ist es gestattet, sie allc zusammenzufassen zu einem Mittel. Dies ist am SchluB tlcr Tabelle I und in Fig. 2 ge- whrhcn.

A7

Fig. I . Mittlere Uczichung zwisv1ii.n I hrchmesser und Intensitatsdifferciiz ILir c l i v ~ ~ i t 1 ~ 1 4 1 i ~ m Zonen.

Die Streuung der Einzclwcrtc tlcr Durchmesser urn ihren jeweiligen Mittelwert wachst I I I i t dcr Helligkeit der Granulationselemente betrachtlich an. 15s ist abcr bemerkens- wert, daB trotzdem die Mittelwerte sich rccht cnge langs einer Geraden anordnen. Sie erfiillen die Gleichung

wo A ] die inittlere Intensitatsdifferenz und D" den mittleren Durchmesser der Gebilde in Bogensekunden bedeuten. Man kann demnach sagen, dal3 im Mittel eine VergroBerung der

AJ= 0.00385 D" + 0.0068. (2)

21 6170

1/15

3 6

2 2

0.00

0.00

.or

Helligkeit um 0.01 GroBenklassen einer VergroBerung des Durchmessers um rund 3” entspricht.

I , I

I - ‘ I I

I I

I

Fig. 2 . Beziehung zwischen Durchmesser und Intensitat der Granula.

Die Tabelle 2 liefert, was auch unmittelbar aus der Fig. 2 ablesbar ist, zu jeder Intensitatsdifferenz die minimalen und maximalen Durchmesser, ebenso Tabelle 3 zu jedem Wert des Durchmessers die minimalen und maximalen Intensitats- differenzen.

Tabel le 2 . T a b e l l e 3 .

0.01

.02

.05 24

.07 34

.06 1 30

iitsdiff. Max.

0.03 .04 -07

0.13 >o. 15 > O . I S

-___

. I 0

Es muB hier auf einen unter Umstanden wichtigen Punkt hingewiesen werden. Aus Fig. I war zu ersehen, daB bei Anordnung der Granuladurchmesser nach Intensitats diffe - ren ze n gegen die Granulationsbasis kein als reel1 anzusehen- der Unterschied des Kurvenverlaufs zwischen den 4 Zonen besteht. Nun folgt aber die Intensitat der Basis der Granulation dem Verlauf der Randverdunkelung. Gleiche Intensitats diffe - renzen entsprechen deshalb in den verschicdenen Zonen ver- schiedenen Werten des Intensitatsverhaltnisses Granulation zu Basis. Da die mittleren Intensitaten der Zonen ungefahr

Zone I 1.60 Zone I11 1.30 I1 1.50 IV 1.10

sind, so mussen den Intensitatsdifferenzen die in Tabelle 4 angefuhrten GroBenklassendifferenzen zugeordnet werden.

T a b e l l e 4.

Intensitatsdifferenz A ]

0.07

Ordnet man dementsprechend jetzt die Durchmesser nach GroBenklassendifferenzen (Intensitatsverhal tnissen) , so scheint, wie aus Fig. 3 hervorgeht, ein systematischer Unter- schied des Verhaltens der 4 Zonen deutlich zu werden, der- gestalt, daB im Mittel ein Granulum init einem bestimmten Durchmesser eine desto starkere GroBenklassendifferenz gegen die Basis aufweist, je naher es dem Sonnenrande liegt, oder auch umgekehrt, daB im Mittel ein Granulum einer bestimrnten GroBenklassendifferenz gegen die Basis einen um so kleineren Durchmesser besitzt, je naher es dem Sonnenrande liegt.

Dieser in Fig. 3 angedeutete Randeffekt der Granulation bedarf freilich noch der Sicherung an Hand weiteren Materials, vor allen Dingen aus der Untersuchung sehr randnaher Zonen, wie sie gegenwartig im Gange ist.

D

Fig. 3. Mittlere Beziehung zwischen Durchmesser und

B. D a s i n t e r g r a n u l a r e Gebiet . Die Tabelle5 ist das Resultat einer analogen Behandlung des intergranularen Gebietes. Nur haben die Intensitatsdifferenzen gegen die Basis das umgekehrte Vorzeichen. Auch hier zeigt sich bei Anordnung nach Intensitatsdifferenzen kein unterschiedliches Verhalten der 4 Zonen, so daB ein Gesamtmittel gebildet werden kann. Aber auch eine Anordnung nach GroBenklassen- differenzen zeigt diesmal keinen so deutlichen Randeffekt wie dies bei den Granula Fig. 3 der Fall zu sein scheint.

Die Fig. 4 zeigt, daB das intergranulare Gebiet den- selben GesetzmaBigkeiten folgt, wie sie in Fig. I zum Ausdruck kommen. Die Gerade (2) stellt auch fur das intergranulare Gebiet den Zusammenhang zwischen Durchmesser und Inten- sitatsdifferenz dar. Auch das Anwachsen der Streuung mit wachsender Intensitatsdifferenz entspricht genau dem fur die Granula in Fig. I Festgestellten. Es kann deshalb hier auf die Wiedergabe zu Tabelle 2 und 3 analoger Tabellen verzichtet werden.

GroOenklassendifferenz (Intensitatsverhaltnis) fur die einzelnen Zonen.

2‘

- ? .:

..rss

er. E

inze

lwer

te

Mit

tel

I D

urch

mes

ser.

Ein

zelw

erte

M

ittel

D

urch

mes

ser,

Ein

zelw

erte

u -

I

UN

U

NU

N

a

m P

N

v u

0

Co

P

Mit

tel

____

U

N

u a ca

n

U 3

co

- _

...

v 3

__

n

U

n

m

__

L

=. .

..' .- . . . .

2 5 6 1 70 26

Die Tatsache, daB ein intergranulares Gebiet desto dunkler ist, je groBere Ausdehnung es besitzt, wird wohl als Analogon angesprochen werden durfen zu dem von Wanders1) erhaltenen Ergebnis, wonach auch groljere Sonnenflecken eine geringere Intensitat aufweisen als kleinere. Auch hier wird zwar die Streuung in Erdatmosphare und Apparatur einen Teil dieses Effektes hervorrufen. Andererseits konnen die sog. Poren, die Anfangsstadien der Sonnenflecken, ja auch als besonders ausgedehnte und somit besonders dunkle inter- granulare Gebiete betrachtet werden. Vielleicht ist Fig. 4 ein Hinweis auf die enge Verwandtschaft zwischen den beiden Pha- nomenen der Granulation und der Sonnenflecken, eine Ver- wandtschaft, die auch durch gewisse Einzelheiten der Fleck-

struktur 2, wie durch theoretische Gberlegungen (Turbulenz) 3)

wahrscheinlich gemacht wird. Es mu13 aber in diesem Zusammenhang darauf hin-

gewiesen werden, da13 die vorliegenden Ergebnisse zunachst in ihren q u a n t i t a t i v e n Werten nur fur Ultraviolettauf- nahmen der angegebenen Plattensorte gelten und nicht ohne weiteres als fur die Granulation im allgemeinen bestehende betrachtet werden durfen. Denn die Durchmesser der Granula scheinen von der Wellenlange des benutzten Lichtes ab- zuhangen, auch besteht die Mijglichkeit, da13 Fluoreszenz in der Plattenschicht Durchnicsscr und Helligkeiten beein- flussen 3. Daruber liegen jedoch noch keine Untersuchun- gen vor.

Munchen, Heidelberg, 1935 Sept. H. .Sfrr&Z, B. Thuying.

1) A. Wanders, Die Xnderung der Sonnenfleckenintensitat iiber der Scheibe, Z. f. Ap. 10.15 z, H. Stre6el, Sonnenphotographische Dokumente, Z. f. Ap. 5.36. 3, H. Sz'edemopf, Konvektion in Sternatmospharen, AN 5920,6105. 4, H. Shebe(, Beitrag zum Problem der Sonnengranulation, Z. f. Ap. 6.313.

Unerwarteter Meteorstrom. Von C. Hofmeister. In der Nacht 1935 Aug. 31-Sept. I beobachteten Herr

A. Teichgraeber und der Unterzeichnete kurz vor Anbruch der Morgendammerung eine erhebliche Steigerung der Meteor- zahlen und das Auftreten einer ausgeprkgten Radiation bei v und T Aurigae.

Im folgenden sind die Ergebnisse der Meteorzahlungen aus der genannten Nacht niitgeteilt.

Beobachter Teichgraeber (Gesamtzahlen).

Beob.-Zeit i n I f I 2 1 n' -

____- -

6.6

12 11 -13 1 1

Beobachter Hofmezstey (n, Nicht-Aurigiden, n2 Aurigiden).

9 45 -10 45 1 0 45 -1% 45 11 45 -12 45 12 45 -13 45 I3 45 -14 45 I4 45 -15 45

I 2

I3

9 I0

1 0

I4

I

2

I

4

I5 0

1.0

1.0

I .o 1.0

1.0

1.0

51.7 49.5 51.7 49.8 52.6 44.3

13-9 14.6 10.5

11.4 19.0

12.0

1.2

2.4 1.2

4.8

20.3 0.0

Erklarung : Die Zeitangaben sind astr. M. E. Z. ; n ist die beob- achtete Anzahl, f der Faktor fur Storungen, Z die reine Beob- achtungszeit nach Abzug der registrierten Verlustzeiten, n' die auf Z = 60m umgerechnete Anzahl. - T. beobachtete den Westhimmel, H. den Osthimmel.

Sonneberg, 1935 Okt. 15.

Die Zahlen zeigen, daB der Auriga-Strom erst nach 14h wesentlich in Erscheinung trat, bei T., dessen Beobachtungen keine Trennung der Anteile ermoglichen, vielleicht etwas fruher als bei H. Die vordem bei H. als zugehorig bezeich- neten Meteore ltonnen auch nur zufallig die entsprechende Richtung gehabt haben. Die Fortsetzung der Beobachtungen bis in die helle Dammerung schien noch eine Steigerung der Tatigkeit erkennen zu lassen, wenngleich zuverlassige Zahlun- gen nicht mehr moglich waren.

Der Radiant lag bei a = 85", 8 = + 4005 (19.5). Vielleicht bestand gleichzeitig ein Ausstrahlungspunkt bei u = 85", S = +59'. In Dennings General Catalogue ist der Haupt- radiant nicht nachgewiesen, abgesehen von einigen offen- kundig zufalligen U bereinstimmungen. Auch Sonneberger Beobachtungen aus den Vorjahren ergaben fur Ende August keine ungewohnlich hohen Anzahlen. Indessen ist zu beachten, da13 ein solcher Strom wegen seiner kurzen Dauer leicht der Beobachtung entgehen kann.

Geschweift waren von den Aurigiden 4S0/,, von den anderen Meteoren 180/,, worin sich augenscheinlich eine all- gemeine Eigenschaft kometarischer Strome offenbart.

Weder in der vorausgegangenen noch in der folgenden Wacht war die Meteorzahl erhoht. Der Himmelsgrund war in der Beobachtungsnacht normal dunkel. Dagegen wurde in der Nacht Sept. 1-2 eine Erhellung beobachtet, die vor Mitternacht am Nordhimmel begann und sich nach Mitter- nacht uber den ganzen Himmel ausbreitete. Die vielfach be- merkte Beziehung dieser Erhellungen zu kometarischen Meteorstromen, jedoch ohne Zusammenhang mit der gerade beobachteten Anzahl der Meteore, ist daher auch in diesem Falle angedeutetl).

C. Hofmeister.

l) Vgl. rDie Naturwiss.ci zz.45S und Sitz.-Ber. d. Bayr. Akad. d. Wiss., math.-nat. Abt., J. 1934, S. 129-144. ,