Eine Kranz-Massenausweisung (CME) ist ein massiver Ausbruch von Sonnenwind und magnetischen Feldern, die sich über der Sonnenkorona erheben oder in den Raum veröffentlichen werden.

Kranz-Massenausweisungen werden häufig mit anderen Formen der Sonnentätigkeit, am meisten namentlich Sonnenaufflackern vereinigt, aber eine kausale Beziehung ist nicht hergestellt worden. Die meisten Ausweisungen entstehen aus aktiven Gebieten auf der Oberfläche der Sonne wie Gruppierungen von mit häufigen Aufflackern vereinigten Sonnenflecken. In der Nähe von Sonnenmaxima erzeugt die Sonne ungefähr drei CMEs jeden Tag, wohingegen in der Nähe von Sonnenminima es über einen CME alle fünf Tage gibt.

Beschreibung

Kranz-Massenausweisungen veröffentlichen riesige Mengen der Sache und elektromagnetischen Radiation in den Raum über der Oberfläche der Sonne, jede Nähe die Korona (hat manchmal eine Sonnenbekanntheit genannt), oder weiter ins Planet-System oder darüber hinaus (interplanetarischer CME). Das vertriebene Material ist ein Plasma, das in erster Linie aus Elektronen und Protonen besteht, aber kann kleine Mengen von schwereren Elementen wie Helium, Sauerstoff und sogar Eisen enthalten. Es wird mit enormen Änderungen und Störungen im Kranz magnetisches Feld vereinigt.

Kranz-Massenausweisungen werden gewöhnlich mit einem weißen Licht coronagraph beobachtet.

Ursache

Neue wissenschaftliche Forschung hat gezeigt, dass das Phänomen der magnetischen Wiederverbindung für CME und Sonnenaufflackern verantwortlich ist. Magnetische Wiederverbindung ist der der Neuordnung von magnetischen Feldlinien gegebene Name, wenn zwei entgegengesetzt geleitete magnetische Felder zusammengebracht werden. Diese Neuordnung wird mit einer plötzlichen Ausgabe der in den ursprünglichen entgegengesetzt geleiteten Feldern versorgten Energie begleitet.

Auf der Sonne kann magnetische Wiederverbindung auf Sonnenarkaden — eine Reihe nah vorkommender Schleifen von magnetischen Linien der Kraft stoßen. Diese Linien der Kraft stehen schnell in eine niedrige Arkade von Schleifen in Verbindung wieder, eine Spirale des magnetischen zum Rest der Arkade unverbundenen Feldes verlassend. Die plötzliche Ausgabe der Energie in dieser Wiederverbindung verursacht das Sonnenaufflackern. Das unverbundene magnetische spiralenförmige Feld und das Material, das es enthält, können nach außen das Formen eines CME gewaltsam ausbreiten.

Das erklärt auch, warum CMEs und Sonnenaufflackern normalerweise davon ausbrechen, was als die aktiven Gebiete auf der Sonne bekannt ist, wo magnetische Felder durchschnittlich viel stärker sind.

Einfluss auf Erde

Wenn die Ausweisung zur Erde geleitet wird und sie als ein interplanetarischer CME (ICME) erreicht, verursacht die Stoß-Welle der Reisen-Masse von Energischen Sonnenpartikeln einen Geomagnetic-Sturm, der den magnetosphere der Erde stören kann, sie auf der Tagesseite und dem Verlängern der Nachtseite magnetischer Schwanz zusammenpressend. Wenn der magnetosphere auf dem nightside in Verbindung wiedersteht, veröffentlicht er Macht auf der Ordnung der Terawatt-Skala, die zurück zur oberen Atmosphäre der Erde geleitet wird.

Dieser Prozess kann besonders starke Aurora in großen Gebieten um die magnetischen Pole der Erde verursachen. Diese sind auch bekannt als das Nordlicht (Aurora-Nordlicht) in der Nordhemisphäre und den Südlichen Lichtern (Aurora australis) in der südlichen Halbkugel. Kranz-Massenausweisungen, zusammen mit Sonnenaufflackern anderen Ursprungs, können Radioübertragungen stören und Satelliten und elektrischen Übertragungslinienmöglichkeiten Schaden verursachen, auf potenziell massive und andauernde Macht-Ausfälle hinauslaufend.

Menschen im Raum oder an hohen Höhen, zum Beispiel, in Flugzeugen, riskieren Aussetzung von der intensiven Radiation. Kurzzeitschaden kann Hautverärgerung mit der vergrößerten Gefahr des Potenzials des sich entwickelnden Hautkrebses einschließen, aber es ist wahrscheinlich, dass sich irgendwelche betroffenen Personen von jeder solcher Aussetzung erholen würden.

Physikalische Eigenschaften

Eine typische Kranz-Massenausweisung kann irgendwelchen oder alle drei unterscheidenden Merkmale haben: Eine Höhle der niedrigen Elektrondichte, ein dichter Kern (die Bekanntheit, die als ein helles Gebiet auf coronagraph Images erscheint, die in dieser Höhle eingebettet sind), und ein helles Blei.

Die meisten Ausweisungen entstehen aus aktiven Gebieten auf der Oberfläche wie Gruppierungen von mit häufigen Aufflackern vereinigten Sonnenflecken. Diese Gebiete haben magnetische Feldlinien geschlossen, in denen die magnetische Feldkraft groß genug ist, um das Plasma zu enthalten. Diese Feldlinien müssen gebrochen oder für die Ausweisung geschwächt werden, um der Sonne zu entfliehen. Jedoch kann CMEs auch in ruhigen Oberflächengebieten begonnen werden, obwohl in vielen Fällen das ruhige Gebiet kürzlich aktiv war. Während des Sonnenminimums formen sich CMEs in erster Linie im Kranz-Luftschlange-Riemen in der Nähe vom magnetischen Sonnenäquator. Während des Sonnenmaximums entstehen sie aus aktiven Gebieten, deren Breitenvertrieb homogener ist.

Kranz-Massenausweisungen erreichen Geschwindigkeiten zwischen zu mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit, gestützt auf SOHO/LASCO Maßen zwischen 1996 und 2003. Die durchschnittliche Masse ist. Die Werte sind nur niedrigere Grenzen, weil coronagraph Maße nur zweidimensionale Datenanalyse zur Verfügung stellen. Die Frequenz von Ausweisungen hängt von der Phase des Sonnenzyklus ab: von ungefähr einem jedem fünften Tag in der Nähe vom Sonnenminimum zu 3.5 pro Tag in der Nähe vom Sonnenmaximum. Diese Werte sind auch niedrigere Grenzen, weil Ausweisungen, die sich weg von der Erde (Hintern CMEs) fortpflanzen, gewöhnlich durch coronagraphs nicht entdeckt werden können.

Aktuelle Kenntnisse der Kranz-Massenausweisung kinematics zeigen an, dass die Ausweisung mit einer anfänglichen Vorbeschleunigungsphase anfängt, die durch eine langsame steigende Bewegung charakterisiert ist, die von einer Periode der schnellen Beschleunigung weg von der Sonne gefolgt ist, bis eine nah-unveränderliche Geschwindigkeit erreicht wird. Ein Ballon CMEs, gewöhnlich die langsamsten, hat an dieser dreistufigen Evolution Mangel, stattdessen sich langsam und unaufhörlich während ihres Flugs beschleunigend. Sogar für CMEs mit einer bestimmten Beschleunigungsbühne fehlt die Vorbeschleunigungsbühne häufig, oder vielleicht unbeobachtbar.

Vereinigung mit anderen Sonnenphänomenen

Kranz-Massenausweisungen werden häufig mit anderen Formen der Sonnentätigkeit am meisten namentlich vereinigt:

• Sonnenaufflackern
• Bekanntheit von Eruptive und Röntgenstrahl sigmoids
• Das Kranz-Verdunkeln (langfristige Helligkeitsabnahme auf der Sonnenoberfläche)
• EIT und Wellen von Moreton
• Kranz-Wellen (helle Vorderseiten, die sich von der Position des Ausbruchs fortpflanzen)
• Post-eruptive Arkaden

Die Vereinigung eines CME mit einigen jener Phänomene ist üblich, aber nicht völlig verstanden. Zum Beispiel sind CMEs und Aufflackern normalerweise nah verbunden, aber es gab Verwirrung über diesen Punkt, der durch die Ereignisse verursacht ist, die außer dem Glied entstehen. Für solche Ereignisse konnte kein Aufflackern entdeckt werden. Schwächste Aufflackern haben vereinigten CMEs nicht; die meisten starken tun. Einige CMEs kommen ohne jede Aufflackern ähnliche Manifestation vor, aber das sind die schwächeren und langsameren. Es wird jetzt gedacht, dass CMEs und verkehrt hat, werden Aufflackern durch ein allgemeines Ereignis verursacht (die CME-Maximalbeschleunigung und das Aufflackern impulsive Phase fällt allgemein zusammen). Im Allgemeinen, wie man denkt, sind alle diese Ereignisse (einschließlich des CME) das Ergebnis eines groß angelegten Umstrukturierens des magnetischen Feldes; die Anwesenheit oder Abwesenheit eines CME während einen von diesen strukturieren um würde die Kranz-Umgebung des Prozesses widerspiegeln (d. h. Kann der Ausbruch, durch das Liegen auf magnetischer Struktur beschränkt werden, oder wird es einfach durchbrechen und gehen Sie in den Sonnenwind ein).

Theoretische Modelle

Zuerst wurde es gedacht, dass CMEs durch die Hitze eines explosiven Aufflackerns gesteuert werden könnte. Jedoch ist es bald offenbar geworden, dass viele CMEs mit Aufflackern nicht vereinigt wurden, und dass sogar diejenigen, die häufig waren, vor dem Aufflackern begonnen haben. Weil CMEs in der Sonnenkorona begonnen werden (der durch die magnetische Energie beherrscht wird), muss ihre Energiequelle magnetisch sein.

Weil die Energie von CMEs so hoch ist, ist es unwahrscheinlich, dass ihre Energie durch das Auftauchen magnetischer Felder im Photobereich direkt gesteuert werden konnte (obwohl das noch eine Möglichkeit ist). Deshalb nehmen die meisten Modelle von CMEs an, dass die Energie im Kranz magnetisches Feld im Laufe eines langen Zeitraumes der Zeit bewahrt und dann plötzlich durch etwas Instabilität oder einen Verlust des Gleichgewichts im Feld veröffentlicht wird. Es gibt noch keine Einigkeit, auf welchen dieser Ausgabe-Mechanismen richtig ist, und Beobachtungen nicht zurzeit im Stande sind, diese Modelle sehr gut zu beschränken.

Interplanetarischer CMEs

CMEs erreichen normalerweise Erde einen bis fünf Tage nach dem Ausbruch von der Sonne. Während ihrer Fortpflanzung wirken CMEs mit dem Sonnenwind und dem interplanetarischen magnetischen Feld (IMF) aufeinander. Demzufolge werden langsame CMEs zur Geschwindigkeit des Sonnenwinds beschleunigt, und schnelle CMEs werden zur Geschwindigkeit des Sonnenwinds verlangsamt. Schnelle CMEs (schneller als ungefähr 500 km s) steuern schließlich einen Stoß. Das geschieht, wenn die Geschwindigkeit des CME im Rahmen, der sich mit dem Sonnenwind bewegt, schneller ist als die lokale schnelle magnetosonic Geschwindigkeit. Solche Stöße sind direkt durch coronagraphs in der Korona beobachtet worden und sind mit Radiobrüchen des Typs II verbunden. Wie man denkt, bilden sie manchmal mindestens 2 R (Sonnenradien). Sie werden auch mit der Beschleunigung von energischen Sonnenpartikeln nah verbunden.

Zusammenhängende Sonnenbeobachtungsmissionen

Missionswind von NASA

Am 1. November 1994 hat NASA das WIND-Raumfahrzeug als ein Sonnenwindmonitor gestartet, um den Lagrange-Punkt der Erde als der interplanetarische Bestandteil des Programms von Global Geospace Science (GGS) innerhalb des Programms von International Solar Terrestrial Physics (ISTP) zu umkreisen. Das Raumfahrzeug ist stabilisierter Satellit einer Achse der Drehung, der acht Instrumente trägt, die Sonnenwindpartikeln vom thermischen bis> Energien von MeV, elektromagnetische Radiation vom Gleichstrom bis 13-MHz-Funkwellen und Gammastrahlung messen. Obwohl das WIND-Raumfahrzeug mehr als 15 Jahre alt ist, stellt es noch die höchste Zeit, winkelig, und Energieentschlossenheit von einigen der Sonnenwindmonitore zur Verfügung. WIND setzt fort, relevante Forschung zu erzeugen, weil seine Daten zu mehr als 150 Veröffentlichungen seit 2008 allein beigetragen haben.

STEREO-Mission von NASA

Am 25. Oktober 2006 ist NASA STEREO-, zwei nah-identische Raumfahrzeuge losgefahren, die von weit getrennten Punkten in ihren Bahnen die ersten stereoskopischen Images von CMEs und anderen Sonnentätigkeitsmaßen erzeugen werden. Das Raumfahrzeug wird die Sonne in Entfernungen umkreisen, die dieser der Erde, mit einer ein bisschen vor der Erde und dem anderen Schleppen ähnlich sind. Ihre Trennung wird allmählich zunehmen, so dass nach vier Jahren sie fast diametrisch gegenüber einander in der Bahn sein werden.

Geschichte

Die ersten Spuren

Das größte hat geomagnetic Unruhe registriert, vermutlich aus einem CME resultierend, ist mit dem zuerst beobachteten Sonnenaufflackern am 1. September 1859 zusammengefallen, und wird jetzt das Ereignis von Carrington und den Sonnensturm von 1859 genannt. Das Aufflackern und die verbundenen Sonnenflecke waren zum nackten Auge sichtbar (sowohl als das Aufflackern, das selbst auf einem Vorsprung der Sonne auf einem Schirm als auch als ein gesamtes Erhellen der Sonnenscheibe erscheint), und das Aufflackern wurde von R. C. Carrington und R. Hodgson unabhängig beobachtet. Der Geomagnetic-Sturm wurde mit der Aufnahme magnetograph an Kew Gärten beobachtet. Dasselbe Instrument hat einen crotchet, eine sofortige Unruhe der Ionosphäre der Erde durch das Ionisieren weicher Röntgenstrahlen registriert. Das konnte zurzeit nicht leicht verstanden werden, weil es die Entdeckung von Röntgenstrahlen durch Röntgen und die Anerkennung der Ionosphäre durch Kennelly und Heaviside zurückdatiert hat.

Die ersten klaren Entdeckungen

Die erste Entdeckung eines CME als solcher wurde am 14. Dezember 1971, von R. Tousey (1973) des Marineforschungslabors mit der Siebenten Umkreisenden Sonnensternwarte (OSO-7) gemacht. Das Entdeckungsimage (256 × 256 Pixel) wurde auf einer Vidikon-Tube von Secondary Electron Conduction (SEC) gesammelt, die dem Instrument-Computer übertragen ist, zu 7 Bit digitalisiert. Dann wurde es mit einem einfachen Verschlüsselungsschema der Lauf-Länge zusammengepresst und unten an den Boden an 200 bit/s gesandt. Ein volles, unkomprimiertes Image würde 44 Minuten nehmen, um unten an den Boden zu senden. Die Telemetrie wurde an die Boden-Unterstützungsausrüstung (GSE) gesandt, die das Image auf den Druck von Polaroid aufgebaut hat. Herr David Roberts, ein Elektronik-Techniker, der für NRL arbeitet, wer für die Prüfung der SEC-Vidikon-Kamera verantwortlich gewesen war, hat täglich für Operationen die Verantwortung getragen. Er hat gedacht, dass seine Kamera gescheitert hatte, weil bestimmte Gebiete des Images viel heller waren als normal. Aber auf dem folgenden Image war das helle Gebiet von der Sonne abgerückt, und er hat sofort das anerkannt als, ungewöhnlich zu sein, und hat es seinem unmittelbaren Vorgesetzten, Dr Guenter Brueckner, und dann dem Sonnenphysik-Zweigleiter, Dr Tousey gebracht. Frühere Beobachtungen von Kranz-Übergangsprozessen oder sogar Phänomenen beobachtet visuell während Sonneneklipsen werden jetzt als im Wesentlichen dasselbe Ding verstanden.

Neue Ereignisse

Am 1. August 2010, während des Sonnenzyklus 24, Wissenschaftler am Harvard-Smithsonian hat Center for Astrophysics (CfA) eine Reihe von vier großen CMEs beobachtet, die von der erdgegenüberstehenden Halbkugel ausgehen. Der anfängliche CME wurde durch einen Ausbruch erzeugt, der am 1. August mit dem Sonnenfleck 1092, ein Sonnenfleck vereinigt ist, der groß genug war, um ohne die Hilfe eines Sonnenfernrohrs gesehen zu werden. Das Ereignis hat bedeutende Aurora am 4. August erzeugt.

Siehe auch

• Forbush vermindern
• Gesundheitsdrohung von kosmischen Strahlen
• Magnetische Wolke
• Das Umkreisen der Sonnensternwarte
• Raumwetter

Weiterführende Literatur

Bücher

Internetartikel

Links

• NOAA/NWS Raumwettervorhersagezentrum

Häufig gestellte

• Kranz-Massenausweisungsfragen
• STEREO- und SOHO hat CME Rate gegen die Sonnenfleck-Zahl (PNG Anschlag) / (Textversion) beobachtet