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lagen auf denen das Gebaude einer Hypotheee sich erhe- ben 8011, mussen vor allen Dingen feste seyn, und Beob- achtungen, welche nicht geniigend bestatigt oder von ihren Urhebern selbst als unsicher bezeichuet worden sind, soll- ten vorlaufig unberiicksicht.igt gelassen werden, sofern man beabsichtigt , dafs die Hypothese anregend und fdrdernd auf den Gang der wissenschafklichen Forschung einwirke.

Bothkamp, September 1872.

XII.

D i e

Bedenken gegen die Zollner'sche ErkMrung der Sonnenflecke wnd Protuberamen; won Th. R e y c in Strafsburg i. E.

Z o 11 ne r 'schen Ansichten iiber die Beschaffenheit der Some haben, namentlich auch durch popiiliire Zeit- schriften , eine so grofse Verbreitung gefunden , dafs eine kurze Erorterung ihrer wissenschaftlichen Begrundung nicht unzeitgemafs seyn diirfte.

Hrn. Z o l l n e r zufolge wird der von einer gliihenden Atmosphare umgebene Sonnenkorper hegranzt von einer feurig fltissigen Oberflachenschicht. Die eruptiven Protu- beranzen sind Gasmassen, welche aus blasenfbrmigen Hohl- raumen im Innern der Sonne hervorbrechen, die Ober- flachenschicht zerreifsend. Die Sonnenflecke sind Schlacken- massen, welche dnrch locale Abkiihlung in der feurigen Fliissigkeit entstehen und als ungeheiire Schollen auf ihr treiben. Durch die Rotation wird das Aufsteigen der Sonnenatmosphare in der Nahe des Aequators und das Niedersinken der oben abgekiihlten Luftmassen an den Po- len begiinstigt; die folglich voii kalterer Lufl umspiilten Sonnenpole mufsten sich starker abktihlen als der Aequa- tor, ,und in Folge dieser Abkiihlung verstiirkten sich die

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Polarstrome in den untersten Schichten der Atmosphare. Diese zum Aequator striimende Luft aber hat in den nie- deren heliographisc hen Breiten nicht dieselbe Rotationsge- schwindigkeit, wie die von ihr beriihrte Oberflachenschicht ; durch Reibung wird deshalb ihre eigene Rotationsgeschwin- digkeit vergrbfsert und diejenige dieser feurig - fliissigen Schicht verkleinert, so dars Driftstromungen in letzterer entstehen. Diese Stromungen laufen der Drehbewegung der Sonne entgegen, und verursachen die Ungleichheiten, welcbe bei der Rotationsgeschwindigkeit der (in ihnen trei- benden) Sonnenflecke beobachtet werden. Waren die Flecke von wolkenartiger BeschafFenheit, so miifsten sie in Folge dieser ungleichen Rotationsgeschwindigkeit sich rasch in Streifen parallel dem Aequator auseinanderziehen.

Die Grundziige der Z ol In er'schen Ansichten uber die Sonne glaube ich im Vorstehenden so gut, als es mit we- nigen Satzen maglich ist, wiedergegeben zu haben. Gegen diese Ansichten liabe ich vor mehr als einem Jahre in meinem Buche fiber ,,Die Wirbelstiirme, Tornados und Wettersaulen' folgende Bedenken erhoben und begriindet :

Hrn. Z o 11 n e r 's einziger Einwand I) gegen die von G a l i l e i , K i r c h h o f f und S p b r e r angenommene wolken- artige Beschaffenheit der Sonnenflecke, dafs namlich eine Streifenbildung bei den einzelnen Flecken nicht wahrge- nommen werde, beruht auf einem groben Rechenfehler ; es werden namlich Bogenminuten mit Graden verwechselt. ( 8 . Wirhelstiirme S. 177). Hr. Z o l l n e r giebt in seiner iieuesten Schrift a) diesen Irrthum zu, ohne jedoch fiir seine Verwerfung der G a1 i le i'schen Auffassung andere Griinde beizubringen.

Die Aniiahme einer feiirig - fliissigen Oberflachen- schicht der Sonne, aus welcher die eriiptiven Protuberan- zen hervorbrechen, ist keineswegs, wie Hr. Z i i l l ne r be-

1 ) Zol lner , Rotationsgesetz der Sonne etc. in den Berichten d. Bgl.

2) Zol lner , Temperatur und physische Beschaffenheit der Sonne, 2. Ab-

1.

2.

Sachs. Gesellsch. d. Wissenschaften, 1S71, S. 92.

handl. ebend. 1S73, S. 27.

410

hauptet l), zur Erkllirung dieser Protuberanzen nothwendig ; vielmehr ktinnen letztere , wie ich nachgewiesen habe, in der Sonnenatmosphare selbst durch den blofsen Auftrieb stark erhitzter Gase entstehen (vgl. ,,Wirbelst." S. 169 u. 232 bis 234). Jene Zollner'sche Annahme ist gera- dezn. unzureichend zur Erklarung derjenigen von L o c k y e r beobachteten Protuberanzen, in denen die Geschwindig- keit der aufsteigenden Gase oben groltier ist als unten (,,Wirbelst.' S. 168, 169).

Die feurig - fliissige Oherflachenschicht ist Hrn. Z 611 - n e r f i r seine Schlackentheorie der Sonnenflecke schlecht- hin unentbehrlich; der einzige anderweitige Grund aber, den er fiir die Existenz dieser Schicht angiebt (n&m!ich, dafs sie nothwendig sey zur Erklarung gewisser Protube- ramen), ist aus dem eben Gesagten hinfallig.

Die Sonnenflecke konnen nicht, wie Hr. Z o l l n e r annimmt , schlackenartige Massen seyn, welche als unge- heure Schollen auf einer feurigen Flfissigkeit schwimmen; denn sie befinden sich in verschiedenen Hohen und es ist sogar wiederholt ein Uebereinandergreifen derselben beob- achtet worden (,,Wirbelst." S. 175).

Bei der ungeheuren Warmemenge, welche ein Fleck an 'seiner unteren Flache fortwiihrend absorbirt, kann der- selbe unmoglich monatelang als Schlackenscholle bestehen, ohne zu schmclzen oder sich zu verfliichtigen (,,Wirbelst.' S. 177 bis 178). Zol lne r ' s Vergleich solcher Schlacken mit den Eisdecken unserer Seeen (,,Rotationsgesetz" S. 104) diirfte nur dann passen, wenn die Schlacken unglaublicher Weise alle von unten ihnen zustrbmende Sonnenwarme re- flectirten.

5. Da die Sonne an ihren Polen wesentlich kalter ist als am Aequator, so miil'sten, wenn die Zollner'sche Schlacken- theorie richtig ware, die meisten Flecke in der Nahe der Sonnenpole auftreten ; in Wirklichkeit aber kommen sie

1) Zol lner , Temperatur und physische Beschaffenheit der Sonne, 1. Ab- handl. ebend. 1870, S. 115 u. 116, sowie Zol lner , Rotationsgesetz der Sonne etc. 1871, S. 99.

3.

4.

411

dort gar nicht vor (,,Wirbelst.' S. 176 und 183). Hr. 2611- ne r behauptet (,RotationspsetzU S. IOO), dals in den Po- larzonen wolkenartige Tritbungen der Sonneuatmosphare eintreten, welche die Strahlung und damit zugleich die Ab- kuhlung der Oberflgchenschicht so sehr vermindern , dafs daselbst keine Schlacken sich bilden konnen; bislang aber ist von derartigen Trubiingen nicht das Geringste wahr- genommen worden.

Hrn. Zi i l lner ' s Beweis I), dafs die Luftcirculation in der Sonnenatmosphare und damit die Abkiihlung der Sonnenpole schon in Folge der Rotation des Sonnenkiir- pers und der hohen Temperatnr seiner Oberflache eintre- ten musse, ist falsch ; diese Abkuhlung ist vielinehr, wie schon Sir J. H e r s c h e l bemerkt, eine Folge der starken Absorption der Sonnenatmosphare , welche am Aequator, weil sie dort hiiher ist als an den Polen, die Sonne mehr gegen rasche Abkiiblung schutzt (,,Wirbelst" S. 181). Ich kann die Z 611 n er'sche Priimisse nicht zugeben, ,,dafs die durch Leitung in der Atmosphare erzeugten Temperatur- Unterschiede nur mit einem labilen Gleichgewicht der iiber- einander lagernden Luftschichten vertriiglich sind' ; denn keineswegs haben, wie Hr. Z o l I n e r weiter behauptet, die unteren Lufttheile allernal ein geringeres specifisches Ge- wicht als die oberen, welche unter kleinerem Druck sich befinden. Ebensowenig kann ich zugeben, ,,dafs bei einer rotirenden Kugel blol's deshalb weil am Aequator (in Folge der Centrifugalkraft) die Intensitat der Schwere ein Mini- mum besitzt, hier ein Emporsteigen der von nnten erwlrm- ten Luft stattfinden muls" , wie Hr. Z 6 1 1 n e r behauptet. Vielmehr wird die mitrotirende Atmosphare am Aequator hoher stehen ale an den Polen und durch ihren Druck je- nes Emporsteigen verhindern.

Gegen die umfangreiche Z ii 11 n e r 'sche Abhandlung ,,Ueber das Rotationsgesetz der Sonne etc.' erhebe ich

6 .

1 ) Z 611 ner, Periodicitat und heliographische Verbreitung der Sonnen- flecken, ebend. IS70, S. 347 bis 348; vgl. ,,Ltotationspesetz" S. 99.

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folgendes principielles Bedenken, welches in ineinem Buche nicht am richtigen Platze gewesen ware.

7. Hr. Z o l l n e r leitet seine Formel A - B sin' 2 =

COB 'I'

fur die angulare Rotatiorisgeschwindigkeit aus drei theore- tischen Aiinahmeii ab, vou dencn die erste (,Rotationsge- setz" S. 55) ~ i b e d i n g t verwerflich ist; alle Folgerungen, welche er zu Gunsten seiner Schlackentheorie aus jener Ableitung xieht, muls ich deshalb als werthlos erachten.

Es wurde schon oben angegeben, wie Hr. Z o l l n e r sich die Driftstrorne seiner feurig - fliissigen Oberflachen- schicht hervorgerufen denkt durch die iiber ihr hin dem Aequator zustrtimende Luft. Durch die Reibung erhalt diese Lufk eine ostliche Geschwindigkeits - Componente, welche fiir die Rreite rp mit u bezeichnet wird; unter ihr gleitet der Parallelkreis 9 mit einer grofseren Rotations- geschwindigkeit v , cos tp fort. Wahrend nun die Luft sich dem Aequator um die Breitendifferenz dp niihert, wachst

in Folge der Reibung u urn du, und zwar mufs - - d T

von der Differenz (0, cos (p - u) beider Geschwindigkeiten abhangig seyn. Statt dessen setzt Hr. Z o l l n e r , seiner

dv durch Nichts motivirten ersten Annahlne gemafs, - - dcp

proportional der Grofse D, sin y, in welcher u garnicht vor- kommt, erhiilt also fur seine Formel eine falsche Differen- tialgleichung. Ich kann deshalb jene obige Formel als eine theoretisch begriindete nicht betrachten , will ihr da- gegen, weil sie die C a r r i n g t o n'schen Fleckenbeobach- tungen sehr gut darstellt, den Werth einer empirischen nicht absgrechen.

dv

_ _ __ __

Hr. Professor Z o l l n e r hat mir in seiner neuesten Ab- handlung, der zweiten ,,Ueber die Temperatur und phy- sische Beschaffenheit der Sonne" (8. 0.) die Ehre erwiesen, mein Buch iiber ,,Die Wirbelstiirme, Tornados und Wet- tersiiulen mit folgenden Wortcn zu citiren:

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,, Auf die in neuester Zeit von R e J e und F a y e auf- gestellte Cyclonen - Theorie der Sonnenflecke hier niiher einzugehen, glanbe ich gegenwartig verzichten zu kbnnen, nachdem bei der lebhaften Discussion die- ser Anschauungen in der Pariser Akademie von P. S e c c h i und T a c c h i n i die Widerspriiche her- vorgehoben sind, in welche diese Theorie mit ein- fachen Thatsacheii der Beobachtung tritL'

Mir ist in jener ganzen , umfangreichen Discussion keine einzige Bemerkung S e c c h i 's oder T a c c h i ni's auf- gestolen, welche meinen Anschauungen widersprache ; ich mufs deshalb Hrn. 2 61 1 n e r ersuchen, diese angeblichen Widerspriiche naher zu bezeichnen. Ich werde sogar nach- weisen, daD die von P. S e c c h i , dem Hauptgegner Faye's, aufgestellte Erklarung der Sonnenflecke in sehr wesent- lichen Punkten mit der meinigen iibereinstimmt. Vor Al- lem aber mufs ich gegen Hrn. 2 b 11 n e r 's Versuch, meine Ansichten mit denjenigen F a y e ' s zusammeii zu werfen, mich entschieden verwahren.

Mein ganzes Buch steht in geradem Gegensatze zu der F a y e 'schen Cyclonen - Theorie. Hr. F a y e reproducirt eine von den iilteren Erklarnngen der Wirbelstiirme , zu deren eingehenden Widerlegung ioh eineii besonderen A b- schnitt verwende. Hr. F a y e nimmt an, dafs in den Wir- belsttirmen die oberen Luftschichten mit Gewalt heral- strudeln, wahrend ich auf Grund zahlreicher Reobachtun- gen und zuverlassig festgestellter Thatsachen den Beweis fhhre, dak in den irdischen Cyclonen ein starker aufstei- gender Luftstrom herrscht. Als eine hervorragende Er- scheinung bei den irdischen Cyclonen bezeichne ich wie- derholt den dichten, schweren Wolkenteppich, welcher aus dem Wasserdampfe dieses aufsteigenden Stromes sich bil- det, den Wirbel Hunderte von Seemeilen weit iiberdeckt und ununterbrochen strijmenden Regen herabgiefst ; Hr. F a y e scheint diese Thatsache ersten Ranges, die mit seiner Theorie im Widerspriich steht, nicht einmal zn kennan. Kurz es ist iuir vijllig unbegreiflich, wie Hr. Z i i l l n e r

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von einer ,,von R e y e und F a y e aufgestellten Cyclonen- theorie der Sonnenflecke" reden kann. Denn dafs ein so tugendhafter Critiker uber mcin Buch ein absprechendes Urtheil abgeben kijnnte ohne es gelesen zu haben,. mag ich nicht annehmen.

Auf den Ruhm, wie die HH. Z i j l l ne r und F a y e eine neue Theorie der Sonncnflecke aufgestellt zu haben, mache ich uberhaupt keinen Anspruch. Ich schliefse mich ein- fach den Ansichten von Autoritaten wie G a l i l e i , K i r c h - h o f f nnd S p 6 r e r an, wonach die Sonnenflecke wolken- artige Verdichtungsproducte der Sonnenatmosphare sind. Mit Rticksicht auf die neuerdings festgestellte Thatsache, dafs die Flecke mit Dampfen von Natrium, Calcium, Eisen, Magnesium und anderen Metallen erfullt und von ,,metal- lischen' eruptiven Protuberanzen umgeben sind, und in Erwagung, dafs sie trote der enormen Warmemengen, die sie an ihrer der Sonne zugekehrten Seite fortwahrend ab- sorbiren, oft Wochen, ja Monate lang andauern ohne sich zu verfliichtigen, habe icli mir nur einen Zusatz zu jener 250 Jahre alten Auffassung der Flecke erlaubt, indem ich sagte (,,Wirbelst." S. 178) :

,,Die Sonnenflecke sind wolkenartige Verdichtungs- producte in den tieferen Regionen der Sonnenatmo- sphare, welche sich ahnlich wie die grofsen Wolken- schichten der irdischen Cyclonen von unten her er- n e u e n u

Unter bestandiger Berucksichtigung des massenhaften Beobachtungs-Materials habe ich im Anschlufs hieran er- ijrtert : das Entstehen dieser Wolken durch Emporsteigen iiberhitzter Metalldampfe und Gase , die Bildung der Pen- umbra, die sie umgebenden eruptiven Protuberanzen, die raschen Formanderungen und andere begleitende Erschei- nungen, namentlich auch die ofter bei Sonnenflecken beob- achteten Wirbelbewegungen.

Man vergleiche nun mit dieser Erklarung die folgende 1) Secchi , Sur les profubbances et les taches solaires; in den Co~nptes

Rendus voni 3. Febr. 1573, T. 76, No. 5, S. 253.

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des P. S e c c h i , welche in seiner ersten, der Faye’schen Theorie entsprechenden Arbeit ’) enthalten ist :

,,Les taches sont produites par l’lruption, de l’intd- rieur, de masses de oapeurs mdtalliques . . . . Ces masses restent alors suspendues et flottantes dans la yhoto- sphere elle-m&me, comme des Oles ( je ne dis pas des nuages) mais comme des Oles partiellement ou compld- tement enfoncdes jusqu’au nioeau de la photosphbre; elles produisent alors l’effet de caaitds, dans cette couche brillante. Du reste, la disposition m&me de nuages suspendus a un niveau supdrieur n’est pas im- possible d concevoir, surtout au moment de I’lruption qui soulbe quclquefois les masses a une grande hauteur. Ces masses sont naturellement un peu refroidies et de- viennent ainsi plus absorbantes.’ Im Wesentlichen geben diese Satze meine eigenen,

Hrn. S e c c h i bekannten Anschauungen wieder. Hr. S e c c h i und ich stimmen darin iiberein, dak die Flecke d u d Emporsteigen von Metalldamp fen entstehen, und dafs diese sie bildenden Dampfmassen in den tieferen Regionen der Sonnenatmosphiire (der Photosphiire) schweben. Nnr scheiiit P. S e c c h i sich jenes Emporsteigen als vulkanische Erup- tion vorzustellen und vermeidet den Ausdrllck ,,WolkeU aus Granden, die er nicht angiebt.

Strafsburg i. E. 10. Juli 1873.

1) S e c c h i , Sur les protubbances el les taches solaires; in den Coinptes Rendus vom 3. Febr. 1873, T. 76, No. 5, p . 253.