Diagnostik kleinskaliger Magnetfeldstrukturen des solaren Internetzwerks - stochastischer Transport polarisierter Strahlung und Inversion
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Gegenstand dieses Projekts war die Untersuchung des solaren Internetzwerkes mit Hilfe spektropolarimetrischer Beobachtungen und der Analyse der Beobachtungsdaten mittels eines neu entwickelten formalismus zur Beschreibung des polarisierten Strahlungstransports. Das ursprünglich geplante Projekt gliederte sich in drei wesentliche Teile welche die weitere Ausaurbeitung des stochastischen Strahlungstransports umfasste, die Beobachtung als auch die Inversion der Beobachtungsdaten. Aufgrund der leider nur sehr kurzen Förderung von lediglich einem Jahr musste das ohnehin straffe Arbeitsprogramm erheblich umstrukturiert und reduziert werden. Trotzdem, konnte mit der Ausarbeitung der "Meso-structured Magnetic Atmosphere" (MESMA, Carroll & Kopf, 2007) das erste erfolgversprechende Strahlungstransportmodell entwickelt werden, welches die Interpretation spektropolarimetrischer Daten aus nicht aufgelösten Beobachtungen erlaubt. Dieses Modell konnte angewandt werden, auf das solare Internetzwerk (Carroll & Staude, 2005, Carroll, 2007) desssen magnetische Strukturen sich durch ihre Kleinskaligkeit und die Anwesenheit von gemischten Polaritäten auszeichnen und daher in der Vergangenheit nur schwer mittels herkömlicher Strahlungstransportmodelle und Inversionmethoden analysierbar war. Es konnte so gezeigt werden, dass die magnetischen Strukturen des solaren Internetzwerkes ähnliche Korrelationslängen und Eigenschaften aufweisen wie diese in Magneto-konvektiven Simulationen des solaren Plasmas (Carroll, 2007). Dies bedeutet, dass die magnetischen Elemente in Ihrer Form und Struktur mitunter deutlich vom Bild der konventionellen magnetischen Flussröhren abweichen können. Darüberhinaus konnte eindeutig gezeigt werden, dass die Korrelationslänge der magnetischen Strukturen von der Magnetfeldstärke abhängt (Carroll & Staude, 2005, Carroll 2007). Je höher die Magnetfeldstärke desto höher ist die Korrelationslänge der magnetischen Strukturen und desto höher ist deren homogenität. Bei abnehmender Feldstärke hingegen ist eine klare Tendenz zu stärker werdender Turbulenz und diffusivität erkennbar. Als Fazit kann gezogen werden, dass dieses Projekt mit der Ausarbeitung des stochastischen Modells der mesostrukturierten Modellatmosphähre sowie deren ersten Anwendungen in der Analyse und Inversion von spektropolarimetrischen Beobachtungen einen wesentlichen Schritt geleistet hat für ein verbessertes Verständnis der kleinskaligen Magnetfelder des solaren Internetzwerkes. Im referee Report zur Publikation (Carroll & Kopf, 2007) wertet der Referee die Ausarbeitung zum stochastische Strahlungstransport Modell MESMA als seminal Paper und verweist auf das grosse Potential dieses Modells. Nochmals, muss hier aber darauf hingewiesen werden, das bei dem ursprünglich ambitionierten Vorhaben eine Forschungsförderung von lediglich einem Jahr, Fragwürdig und Unverständlich erscheint. Die hier ezielten Ergebnisse konnten nur mit der weiterführenden finanziellen Unterstützung des Astrophysikalischen Instituts Potsdam erreicht werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Carroll, T. A.; Staude, J.: 2005, Line Formation in Turbulent Magnetic Atrmospheres , Astronomische Nachrichten 326, No. 3, 296
- Carroll, T.A,, Staude J.: 2005, Line Formation in Inhomogeneous Atmospheres and the Magnetic Structure of the Internetwork Proceedings of Chromospheric and Coronal Magnetic Fields, Katlenburg-Lindau, Germany, ESA-SP-596 CCMF, p.9.1
- Carroll, T.A., Kopf, M.: 2007, The Mesostructured Magnetic Atmosphere - A Stochastic Polarized Radiative Transfer Approach, A&A 468, 323
- Carroll, T.A., Staude J.: 2006, The Characteristic Length Scale of the Magnetic Fluctuation in a Sunspot Penumbra: A Stochastic Polarized Radiative Transfer Approach , Proceedings of the 4th International Workshop on Solar Polarization, Boulder, Colorado, USA, ASP Conference Series Vol. 358, 137
- Carroll, T.A.: 2007, Stokes Profile Inversion in Mesostructured Magnetic Atmospheres, Proceedings in Solar Modern Facilities - Advanced Solar Science, eds. F. Kneer, K.G. Puschmann, D. Wittmann, University Press Goettingen, 297
