Zur Dynamotheorie stellarer und planetarer Magnetfelder I. Berechnung sonnenähnlicher Wechselfeldgeneratoren

Abstract

Nichtspiegelsymmetrische turbulente Bewegungen in einem elektrisch leitenden fluiden Medium rufen im Mittel eine elektromotorische Kraft (EMK) αmagnified imageparallel zum mittleren Magnetfeldmagnified imagehervor. Dieser Effekt – im folgenden α‐Effekt genannt – kann zum selbsterregten Aufbau von Magnetfeldern aus schwachen Anfangsfeldern führen. Da eine Turbulenz in rotierenden Systemen auf Grund der Wirkung von Corioliskräften im allgemeinen nichtspiegelsymmetrisch ist, wird eine Erklärung der Herkunft stellarer und planetarer Magnetfelder möglich. – In dem ersten Teil dieser Arbeit werden sphärische Wechselfeldgeneratoren unter Bedingungen, die denen der Sonne ähnlich sind, berechnet. Der selbsterregte Aufbau wird durch den a‐Effekt und eine nichtstarre Rotation bewirkt. – Durch Separation des grundlegenden Systems von partiellen Differentialgleichungen werden wir auf ein zweiparametriges Eigenwertproblem für ein unendliches System gewöhnlicher Differentialgleichungen geführt; die beiden Eigenwerte kennzeichnen die Frequenz des Wechselfeldes und die Größe der Induktionswirkungen, die zu einer Aufrechterhaltung notwendig sind. Die numerische Lösung des Eigenwertproblemes wurde auf einem elektronischen Rechenautomaten durchgeführt. – Die erzielten Ergebnisse beweisen die Möglichkeit von magnetohydrodynamischen Wechselfeldgeneratoren. Ferner zeigen die Größe der berechneten Eigenwerte und die Ähnlichkeiten zwischen den berechneten Feldern und dem beobachteten allgemeinen Magnetfeld der Sonne, daß diese einen solchen Wechselfelddynamo realisiert.