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Koronale Massenauswurfastronomie

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Koronale Massenauswurfastronomie
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Video: CME Coronal Mass Ejection 07.23.2012 - Solar Flare - Sun Storm 2024, Juli

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Anonim

Coronal Mass Ejection (CME), großer Ausbruch von magnetisiertem Plasma aus der Außenatmosphäre der Sonne oder Korona, die sich nach außen in den interplanetaren Raum ausbreitet. Das CME ist eines der wichtigsten vorübergehenden Merkmale der Sonne. Obwohl bekannt ist, dass es durch explosive Rekonfigurationen von solaren Magnetfeldern durch den Prozess der magnetischen Wiederverbindung gebildet wird, ist sein genauer Bildungsmechanismus noch nicht bekannt.

Schnelle CMEs treiben interplanetare Schocks im Sonnenwind an und verursachen die intensivsten geomagnetischen Stürme auf der Erde. Die Haupttreiber des Weltraumwetters, geomagnetische Stürme, sind Störungen in der Erdmagnetosphäre, die erhebliche Auswirkungen auf boden- und weltraumgestützte technologische Systeme haben können. Ihr Entstehungsprozess, ihre dreidimensionale Struktur, ihre Entwicklung im interplanetaren Raum, ihre Beziehung zu Sonneneruptionen und ihre Auswirkungen auf die Weltraumumgebung der Erde sind wichtige Bereiche der Sonnen- und Weltraumphysikforschung.

Beobachtungen und Aussehen

Vor der Erfindung des Koronagraphen (ein Instrument, das eine okkulte Scheibe vor die Sonne stellt, um ihr helles Licht auszublenden) war die Korona der Sonne während der totalen Sonnenfinsternisse nur wenige Minuten lang sichtbar, als der Mond als okkulte Scheibe fungierte. Mit dem Aufkommen der weltraumgestützten Sonnenastronomie in den frühen 1970er Jahren konnten hochauflösende und relativ kontinuierliche Beobachtungen der Sonnenkorona durchgeführt werden, die die routinemäßige Beobachtung von CMEs ermöglichten.

CMEs werden als Schleifen oder Blasen aus dichtem Plasma beobachtet, die sich von der Sonne weg ausbreiten und den umgebenden Sonnenwind und das interplanetare Magnetfeld (IWF) stören und mit ihm interagieren. Diese CMEs, die von Raumfahrzeugen im Sonnenwind in situ beobachtet werden und als interplanetare CMEs (oder ICMEs) bezeichnet werden, sind häufig durch verdrillte Magnetfelder (oder Magnetflussseile) gekennzeichnet. Solche ICMEs werden üblicherweise als magnetische Wolken bezeichnet.

Eigenschaften

CMEs sind sehr große und dynamische Strukturen, die mehr als 10 15 Gramm Sonnenmaterial enthalten können. Sie können eine radiale Größe von 0,25 astronomischen Einheiten (AU; 37 Millionen km oder 23 Millionen Meilen) haben, wenn sie an der Erde vorbeifahren, die 1 AU (150 Millionen km oder 93 Millionen Meilen) von der Sonne entfernt ist. CMEs, die in Richtung Erde gestartet werden, werden als Halo-CMEs bezeichnet, da sie bei Annäherung an die Erde größer als die Sonne erscheinen und einen „Halo“ aus heller koronaler Emission vollständig um sie herum erzeugen.

Die Auftrittsrate von CMEs folgt im Allgemeinen dem 11-jährigen Sonnenzyklus der Sonnenfleckenaktivität, und CMEs treten häufiger auf und sind um das Sonnenmaximum herum am intensivsten. CMEs verursachen die größten geomagnetischen Stürme. Es gibt zwei Haupttypen von geomagnetischen Stürmen: wiederkehrende und nicht wiederkehrende Stürme. Wiederkehrende Stürme werden durch Merkmale auf der Sonne verursacht, die als koronale Löcher bezeichnet werden und mehrere Monate leben und korotierende Interaktionsbereiche erzeugen (Störungen im Sonnenwind, in denen der schnelle Sonnenwind aus den koronalen Löchern den langsamen Sonnenwind aufholt), die sich auf den 27 wiederholen -Tag Sonnenrotationsperiode. Nicht wiederkehrende Stürme treten sporadisch während der gesamten Sonnenrotation auf, werden jedoch hauptsächlich von CMEs angetrieben. Korotierende Wechselwirkungsbereiche werden am häufigsten während der abnehmenden Phase des Sonnenzyklus (wenige Jahre nach dem Sonnenmaximum) zum Sonnenminimum beobachtet, während CMEs am häufigsten während des Sonnenmaximums beobachtet werden.