Über den Ursprung der Magnetfelder auf Sternen und im interstellaren Raum

Abstract

Abstract Es wird gezeigt, daß im Falle stationärer wirbelnder nicht-massenproportionaler Kräfte in einem Plasma elektrische Ströme fließen müssen, und daß die so entstehenden elektrischen Ströme im Sterninnern Magnetfelder erheblicher Stärke erzeugen. Die bei hydrostatischem Gleichgewicht hierdurch geforderte Neigung der isobaren gegen die isothermen Flächen entsteht z. B., wenn die gesamte, den Druckgradienten bestimmende Beschleunigung (Schwerkraft und Rotation bzw. Wirbel) einen potentiallosen Anteil besitzt. Es ergibt sich, daß im Sterninnern Beträge von g* der Ordnung 1 cm/sec2 schon Magnetfelder von 103 Gauß hervorrufen. Der einzige bisher analytisch durchdiskutierte Fall (barokline Rotation des ganzen Sterns) bestätigt die gezogenen Schlüsse, führt aber nicht zu einer Deutung der Gestalt der auf der Sonne und auf einigen vermutlich rasch rotierenden Sternen festgestellten Magnetfelder. Es werden daher qualitativ zwei weitere Möglichkeiten diskutiert. Führt man die Sonnenflecken mit Bjerknes auf geschlossene hydrodynamische Wirbelringe zurück, so führen diese wegen der Störung des Feldes der Rotationsgeschwindigkeit zu [∇F ∇T] ≠ 0; die entstehenden elektrischen Ströme ergeben Magnetfelder parallel zur Wirbelachse, die in den beiden Wirbelringen jeder Hemisphäre antiparallel sind. Für rasch rotierende Sterne andererseits wird ein Modell vorgeschlagen, das durch die in irdischen Drehstürmen beobachteten Verhältnisse nahegelegt wird. Es werden verhältnismäßig rasche meridionale Zirkulationen vorausgesetzt, welche auf Beschleunigungskomponenten um die Rotationsachse herum führen; diese ergeben axiale Magnetfelder. Zum Schluß wird die Anwendung dieser Betrachtungen auf die Entstehung interstellarer Magnetfelder kurz skizziert. Im Anhang wird ein spezielles Modell eines nicht starr rotierenden Sterns durchgerechnet; die entstehenden Magnetfelder werden angegeben.