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Zur Erklarung einiger sonderbarer Bewegungserscheinungen bei den Protuberanzen. Von W. Anderson.

Am 5 . September 1888 beobachtete P. P'cnyi eine Pro- tuberanz, die in einer halben Stunde Geschwindigkeiten von 2, 119,54, 105,171 km*sec-' aufwies, am 15. Juli 1889 maR er an einer anderen in 10 Minuten Geschwindigkeiten von 72, 6, 65, 24, 154 kmssec-l. R. Emdm sah darin einen Beweis, daO bei den Protuberanzen die Anfangsgeschwindig- keit sich nicht geltend made . Ich glaube, diese scheinbar widernatiirlichen Erscheinungen lassen sich in folgender Weise erklaren. Ich nehme wie in AN 5166 an, daO in den Pro- tuberanzen die aufsteigenden Gase so verdunnt sind, daO die Atome wie selbstbdige Korper sich bewegen, fast ganz ohne gegenseitige ZusammenstoOe. Das Leuchten der Gase ist durch die Sonnenstrahlen hervorgerufen, welche in den Atomen die Elektronen in oszillierende Bewegung versetzen. Weiter nehme ich an, daO eine Gaseruption auf der Sonne kein momentanes Ereignis ist, sondern lingere Zeit andauern kann. Wihrend einer Eruption brauchen die Atome nicht immer mif unveranderlicher Anfangsgeschwindigkeit herausgeworfen zu werden. Letztere kann rnit der Zeit sich mehr oder weniger andern. Darum konnen am Scheitel der Protuberanz zu verschiedenen Zeiten Atome sich befinden, die mitverschiedenen Anfangsgeschwindig- keiten emporgeschleudert worden sind. Wenn z. B. bei einer Eruption wahrend der ersten Minute die Anfangsgeschwindig- keiten der Atome 40 km.sec-'betragen; wahrend der zweiten, dritten und vierten Minute: 3 ~ k m asec-'; wahhrend der funften Minute: 38 km-sec-'; wahrend der sechsten und siebenten: 49 km-sec-'; wahrend der achten und neunten: 75 km-sec-' und wenn fi die betrachtete, relativ kleine Hohe die *An- ziehungsbeschleunigung der Sonne' als konstant angesehen wird (= 2.6737 * 104 cm-sec-2), so erhalten wir folgende Zahlen :

Mittl. Geschw. Mittlere Be- des Aufstieges schleunigung in km*sec--' in m*sec-9

Zeit t~~~~ Beginn Hohe der Eruption in km

Om I

2

3 4 5 6 7 8 9

I 0

0

1918.7 2874.9

2868.6 1899.7 2634.9 3954.9 4488.6 7074.9 9~68.6

2992.1

+32.0

+ 2.0

- 16.1 +12.3 +22.0 + 8.9 +43.I + 34.9

+ 15.9

2.1 -

- 268.3

- 68.3 -233-3 +473.3 +161.7 -218.3 +570.0

-231.7

- 136.7

Man sieht, daR die Geschwindigkeit des Aufsteigens unserei idealen Protuberanz nicht minder unregelaniOig ist als bei der oben erwahnten zwei realen Protuberanzen. Dasselbe gilt auct von den Beschleunigungen.

Ich will noch eine eigentiimliche, von Pater Fhyi of; beobachtete, Verschiebung der Spektrallinien besprechen,welchc mit einer entsprechenden Verschiebung der Protuberanz ir der Gesichtslinie ni c h t verbunden ist. Zur Erklarung denkeI wir uns ein Geschiitz, welches jede 5 Sekunden ein Geschol mit 5 0 2 4 9 m sec-l Anfangsgeschwindigkeit herauswirft ir einer Richtung, die mit dem Horizont einen Winkel VOI 84O I 7' 22' macht. Dann ist die vertikale Komponente de

.nfangsgeschwindigkeit = 500 m - sec-', die hozizontale = o m-sec-', und die Verteilung der Geschosse langs der ge-

meinsamen Bahn wird so sein, wie es Fig. I zeigt (der Luftwiderstand wird dabei gleich Null angenommen). Im oberen Teil der Bahn sind die Geschosse vie1 dichter verteilt als im unteren. Dasselbe wiirde auch geschehen, wenn an Stelle der Geschosse einzelne Atome

. fliegen wiirden (wenn nur die Dichte des Atomstroms keine zu groOe ist). Moge nun aus der Sonnenoberfliche in schrager Rich- tung ein schmaler Strahl von sehr verdiinnten Gasen ausstromen, wobei die Atome langere Zeit rnit gleicher Anfangsgeschwindigkeit aus

- A herausgeworfen werden (Fig. 2). Da die fliegenden Atome in den oberen Teilen ihrer

lahn dichter hintereinander folgen als in den unteren, werden lie oberen Teile der Bahn starker leuchten, die unteren chwacher. Es ist unter Umstanden sogar moglich, daO die interen Teile der Rahn so wenig Licht ausstrahlen, daO es uf unser Auge keine Wirkung mehr ausiibt, dann werden

.*.

*

. *

:f \ * Fig. 1-

; ,* ..

Fig. 2.

vir von der ganzen Bahn nur den Abschnitt B C sehen ktinnen, uelcher uber der Sonne frei und unbeweglich zu schweben rcheinen wird, solange die Atome in gleicher Richtung und nit gleicher Anfangsgeschwindigkeit aus A herausfliegen. Eine Verschiebung der Spektrallinien werden wir nicht merken, weil die Bewegungen der Atome senkrecht zur Gesichtslinie Zerirhtet sind. Denken wir uns abet die Fig. 2 um 90' ge- dreht, soda8 C uns zugewandt ist, so ist im Abschnitt B C die Bewegung der Atome in der Gesichtslinie auf uns zu gerichtet und die Spektrallinien miissen nach dem violetten Ende verschoben erscheinen. Wenden wir die Fig. 2 so, daO B zu uns gerichtet ist und C von uns, so werden die Spektral- linien zum roten Ende verschoben erscheinen.

Nehmen wir einen komplizidteren Fall: aus Al, Aa, As und A4 brechen g le ichze i t ig Gasstrome hervor rnit ver- schiedenen Anfangsgeschwindigkeiten und Richtungen; nur sollen die Bahnen ailer Atome in Flachen liegen, die unter- einander parallel sind. Am wenigsten Zeit werden die Atome brauchen, um von A1 nach Bl zu gelangen; am meisten, um aus A4 nach B4. Darum werden wir zuerst BICl erblicken, dann B2C2, dann B3C3 und schlie5lich B4C4 (siehe Fig. 3). Nehmen wir jetzt an, da8 es nicht vier Gasstrome sind, sondern so viele, daO das Auge keine Zwischenriiume. merlct. Dann wird uns scheinen, dafl eine Protuberanz aufsteigt, welche von BIC1 nach B4C4 ununterbrochen wachst. Natiirlich hat die

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Richtung dieses Wachsens mit der wirklichen Bewegungs- richtung der Atome nichts zu tun. Die so zustande kommen- den Protuberanzen konnen sehr verschiedene und sehr kom-

n

.. 9 : !*, %C, '$*. I .

. . . x-.. . * # a- . _ .,:' ; *..

8, JI,4A* a, a a34

Fig. 3.

plizierte Formen haben (siehe z. B. Fig. 4 und 5). Drehen wir die Fig. 3 um 90°, so werden die Spektrallinien ver- schoben erscheinen. Dabei wird die Protuberanz (nachdem sie sich gebildet hat) unbeweglich erscheinen, solange die Richtungen und Anfangsgeschwindigkeiten der Atome sich nicht andern. Sollten diese mit der Zeit sich andern, so wird die Protuberanz sich scheinbar verschieben, kann auch ihre Form dabei andern. Also die Verschiebung der Spektrallinien und die scheinbare Verschiebung der Protuberanz haben nichts miteinander zu tun: erstere ist hervorgerufen durch die Ge- schwindigkeitskomponenten der Atome in der Gesichtslinie; letztere durch die Anderung der Anfangsgeschwindigkei ten und Bewegungsrichtungen der Atome. Bei der Beschreibung einer am 2 0 . August I 889 beobachteten Protuberanz erwahnt Pater R a y ; (Publ. d. Haynald-Obs. 8.1 rq), daO man zur Zeit der Sonnenfleckenmaxima oft Bewegungen von 250 km in der Sekunde in den Linienverschiebungen angedeutet finde, wahrend Bgwegungen von solcher GroOe in den seitlichen Bewegungen

Fig. 4.

der Protuberanzen nicht auftreten. Dies ist aber eine selbst- verstandliche und notwendige Folge unserer Theorie, da an verschiedenen Stellen der Protuberad die Atome sehr ver-

haben und daher auch die Verschiebungen der Spektrallinien sehr ungleich sein konnen. Es ist sogar denkbar, daO nur eine bestimmte Stelle der Protuberanz eine groflere Linien

schiedene Geschwindigkeitskomponente h in der Gesichtslinie

Dorpat, 192 I Dezember 8.

verschiebung zeigt. In der Tat beobachtete Rknyi(Pub1. Haynald- Obs. 8.129) am 18. August 1890 eine Protuberanz, die in einer ungefahr zwischen 40' und 50" Hohe liegenden Schicht eine heftige Bewegung gegen die Erde zu zeigte. Die Bewegung war durchaus lokal, die Umgebung zeigte keine Spur einer Bewegung.

Wir haben angenommen, da8 die Gaseruptionen aus All A2, As und A4 (Fig. 3) gleichzeitig beginnen. Jetzt wollen wir aber annehnien, daO zuerst die langsamsten Atome heraus- zufliegen beginnen (also aus Al), zuletzt die raschesten (aus A4). Auch diesmal wird es scheinen, daO die Protuberanz von BICl gegen B4C4 wachse, doch wird dies Wachsen ein langsameres sein. Unter Umstanden kann die Protuberanz sehr langsam wachsen und dennoch eine sehr groDe Hohe erreichen, sodafl damit Beobachtungen, wie sie z. B. Fknnyi a. a. 0. p. I 2 7

beschreibt, ihre Erklarung finden. Was das Aufhoren der Eruptionen anbetrifft, so wird

es wohl am natiirlichsten sein, anzunehmen, daO zuerst die schnellsten Atome (also aus A4) aufhoren herauszufliegen

* Fig. 5 . zuletzt die langsamsten (aus Al). Dabei kann es aber passieren, . daO die letzten der fliegenden Atome in B,, B2, B3 und Bp g lei c h z e i t i g ankommen. Das wird ein beinahe plotzliches Verschwinden der ganzen Protuberanz zur Folge haben, wenn die Strecken BlC,, B2C2 usw. klein sind und von den letzten Atomen rasch durchflogen werden. Solche plotzlich ver- schwindenden Protuberanzen kommen auch in der Tat vor, worauf z. B. Evershed aufmerksam gemacht hat (Obs. 39.393).

Beim Besprechen der Fig. 3 wurde angenommen, daf3 die Bahnen aller Atome in untereinander parallelen Flachen liegen. Bei realen Protuberanzen braucht das natiirlich nicht der Fall zu sein.

Wir haben gesehen, daO in den oberen Teilen eines sehr stark verdiinnten Gasstroms die Dichte eine groOere sein muO, weil die Atome dort einander naher sind. Doch konnte eine lokale Verdichtung auch durch zufallig kon- zentrische Richtung der Gasstrome entstehen, und ebenso will ich nicht behaupten, daO die Verschiebung der Spektral- linien immer und iiberall nur durch unsere Theorie zu er- klaren sei. Es ist ja moglich, dafl bei dieser Verschiebung zuweilen auch der Druck oder noch unbekannte Ursachen eine gewisse Rolle spielen.

W. Anderson.

I n h a 1 t zu Kr. 5 179. V. -4. Enrunoru. Beobachtungen von Kleinen Planeten und Kometen. 357. - 'V. A. Bnmnuzu. Beobachtungen von Stern- bedeckungen und zufalligen Erscheinungen. 359. - B. Fessenkuf. Evolution du systerne solaire (partie ere!. (K6suni6). 36 I . - W. Atrdersutr. Zur Erklarung einiger sonderbarer Bewegungserscheinungen bei den Protuberanzen 369.

~- Cemhloos:n 1922 Sept. 14. Herausgeber: H. Kobold. Druck von C. Schaidt. Expedition: Kiel, hfoltkestr. 80. Postscheck-Konto XI. 6238 Hamburg T I .