Ich bereite mich auf eine bevorstehende Schulrede über Sonneneruptionen vor und frage mich, ob die "Schleife" im folgenden Video ein Beispiel für "Sonnenprotuberanz" ist und was schließlich zu einem Sonnenausbruch (und damit zu einem koronalen Massenauswurf) führen wird. oder nicht?

Achten Sie darauf, dass nicht alle Protuberanzen ausbrechen (dh einige fallen auf die Sonnenoberfläche zurück) und nicht alle koronalen Massenauswürfe (CMEs) aus Protuberanzen resultieren.

Es ist auch erwähnenswert, dass Sonneneruptionen und CMEs eigentlich völlig unterschiedliche Phänomene sind. Eine Sonneneruption ist wirklich nur eine stark lokalisierte (räumlich und zeitlich) Verstärkung von Röntgenstrahlen und UV-Licht, während CMEs einen Ausbruch von Plasma von der Sonnenoberfläche beinhalten (naja, technisch gesehen werden diejenigen, die sie verlassen, als interplanetare koronale Massenauswürfe oder ICMEs bezeichnet). . Die Prozesse, die Sonneneruptionen verursachen, können dazu führen, dass energetische Teilchen von der Sonne ausströmen, eine Art von sogenannten solaren energetischen Teilchen (SEPs) . Die schnelleren ICMEs können magnetisierte Schockwellen erzeugen , die geladene Teilchen auf sehr hohe Energien beschleunigen und auch SEPs erzeugen können.

Ist die Aurora Borealis das Ergebnis regelmäßiger Sonnenwindemission oder verursacht durch koronale Massenauswürfe?

Die Aurora kann sowohl durch reguläre Sonnenwindströmung als auch durch ICMEs erzeugt werden. Tatsächlich ist die Aurora fast immer vorhanden, sie befindet sich nur auf verschiedenen Breitengraden und ist in verschiedenen Wellenlängen vorhanden (z. B. manchmal sichtbares Licht und manchmal UV-Licht).

Typischerweise können ICMEs viel stärkere Polarlichter erzeugen, weil sie die Magnetosphäre der Erde stören können . Die Partikel, die in die Atmosphäre ausfallen, um mit Stickstoff und Sauerstoff zu interagieren und die Aurora des sichtbaren Lichts zu bilden, stammen tatsächlich vom geomagnetischen Schweif , nicht vom Sonnenwind. Dies geschieht in mehreren Schritten, aber die Grundidee ist die folgende. Der magnetische Schweif dehnt sich aus und reißt, was eine erdwärts gerichtete Injektion von energetischen Partikeln verursacht, die elektromagnetische Wellen anregen (z. B. Pfeifwellen in Form von Chorus und Zischen) .... Beachten Sie, dass ich nicht von Blitzen erzeugte Pfeifen meine, wie der Wiki-Artikel suggeriert, sondern nur eine elektromagnetische Welle mit ähnlichen Eigenschaften [es ist jetzt eigentlich ein ziemlich allgemeiner Name, aber früher war es sehr spezifisch].). Einige dieser elektromagnetischen Wellen können stark mit den injizierten Elektronen und Protonen interagieren und bewirken, dass sie entlang des Erdmagnetfelds in die Atmosphäre strömen, wo sie mit dem neutralen Gas interagieren und es anregen. Das Ergebnis ist die brillante Emission von grünem und rotem Licht.

Ich frage mich, weil ich gelesen habe, dass der Sonnenwind die Magnetosphäre der Erde umgehen kann (da sie nicht magnetisch ist), während koronale Massenauswürfe dies normalerweise nicht können, aber ich habe beides gelesen und gehört!

Der Sonnenwind ist ein magnetisiertes Plasma. Es neigt dazu, um die Erde zu fließen, weil die Erde ein intrinsisches Magnetfeld hat, das es ablenkt. ICMEs sind sehr groß und neigen dazu, die Erde und ihre Magnetosphäre vollständig zu verschlingen. Aber das Plasma darin dringt selten direkt in die Magnetosphäre ein, so dass es auch abgelenkt wird. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ICMEs dazu neigen, viel größere Störungen der terrestrischen Magnetosphäre zu verursachen, was zu viel stärkeren Polarlicht-Anzeigen führen kann.

Zusätzliche relevante Antworten

• Hinweise zum Einfluss des Sonnenwinds auf Planeten: https://physics.stackexchange.com/a/214509/59023
• Hinweise zur Rolle elektromagnetischer Wellen bei Aurora: https://physics.stackexchange.com/a/142922/59023
• Hinweise zur Bewegung geladener Teilchen in Magnetfeldern: https://physics.stackexchange.com/a/239769/59023
• Hinweise zur Ablenkung kosmischer Strahlung: https://physics.stackexchange.com/a/214858/59023
• Hinweise zu Sonneneruptionen: https://physics.stackexchange.com/a/258093/59023
• Hinweise zur Nord- und Süd-Aurora: https://physics.stackexchange.com/a/261060/59023
• Hinweise zu Magnetfeldern in ICMEs: https://physics.stackexchange.com/a/182972/59023
• Mögliche Gefahren von starken ICMEs: https://physics.stackexchange.com/a/149199/59023

Ich kann Ihnen keine bessere Antwort geben als auf Solar Prominences and CMEs Wikipedia.

Eine Protuberanz ist ein großes, helles, gasförmiges Merkmal, das sich von der Sonnenoberfläche nach außen erstreckt, oft in Form einer Schleife. Protuberanzen sind in der Photosphäre an der Sonnenoberfläche verankert und erstrecken sich nach außen in die Korona der Sonne. Während die Korona aus extrem heißen ionisierten Gasen besteht, die als Plasma bekannt sind und nicht viel sichtbares Licht emittieren, enthalten Protuberanzen viel kühleres Plasma, das in seiner Zusammensetzung der Chromosphäre ähnelt. Das Protuberanzenplasma ist typischerweise hundertmal kühler und dichter als das koronale Plasma. Eine Protuberanz bildet sich über einen Zeitraum von etwa einem Tag und kann mehrere Wochen oder Monate in der Korona bestehen bleiben und Hunderttausende von Kilometern in den Weltraum schlingen. Einige Vorsprünge brechen auseinander und können dann zu koronalen Massenauswürfen führen. Wissenschaftler erforschen derzeit, wie und warum Protuberanzen entstehen.

Das rot leuchtende Schleifenmaterial ist Plasma, ein heißes Gas aus elektrisch geladenem Wasserstoff und Helium. Das Protuberanzen-Plasma fließt entlang einer verworrenen und verdrehten Struktur von Magnetfeldern, die vom internen Dynamo der Sonne erzeugt werden. Eine ausbrechende Protuberanz tritt auf, wenn eine solche Struktur instabil wird und nach außen platzt, wodurch das Plasma freigesetzt wird.

Quelle: Solar Prominence , Original hier

Was den Sonnenwind betrifft:

Und noch eine Frage: Ist die Aurora Borealis das Ergebnis regelmäßiger Sonnenwindemission oder verursacht durch koronale Massenauswürfe? Ich frage mich, weil ich gelesen habe, dass der Sonnenwind die Magnetosphäre der Erde umgehen kann (da sie nicht magnetisch ist), während koronale Massenauswürfe dies normalerweise nicht können, aber ich habe beides gelesen und gehört!

Koronale Massenauswürfe können uns betreffen oder auch nicht, es hängt davon ab, in welche Richtung sie gerichtet sind. Der Sonnenwind besteht aus geladenen Teilchen und kann daher mit dem Magnetfeld der Erde interagieren. Wenn Sie alle 3 Links auf dieser Seite lesen, wird dies besser erklärt, als ich es kann.

Die Aurora Borealis (und die Südpolversion) wird durch den Sonnenwind verursacht, und auch hier gibt Wikipedia eine kurze Erklärung:

Aurora-Wikipedia

Polarlichter entstehen, wenn die Magnetosphäre durch den Sonnenwind so stark gestört wird, dass die Bahnen geladener Teilchen sowohl im Sonnenwind als auch im magnetosphärischen Plasma, hauptsächlich in Form von Elektronen und Protonen, sie in die obere Atmosphäre (Thermosphäre/Exosphäre) abwerfen, wo sie ihren Energie geht verloren. Die resultierende Ionisierung und Anregung atmosphärischer Bestandteile emittiert Licht unterschiedlicher Farbe und Komplexität.