Was genau verursacht sie, welche Schäden können sie anrichten und welche Unterschiede gibt es in ihrer Zusammensetzung?
Die folgenden Definitionen entsprechen der NASA.
"Sonneneruptionen" sind gigantische Explosionen von der Oberfläche der Sonne, die in der Nähe von Sonnenflecken entlang der Trenn-/Neutrallinie zwischen gegenüberliegenden Magnetfeldbereichen auftreten.
"Coronale Massenauswürfe" (CME's) sind:
riesige Gasblasen, durchzogen von magnetischen Feldlinien, die im Laufe von mehreren Stunden von der Sonne ausgestoßen werden.
Obwohl das Magnetfeld der Erde die Biosphäre vor den schlimmsten dieser Formen des "Weltraumwetters" schützt, heißt es auf der Website "Space Weather: What impact do solar flares have on human activity?" , die Auswirkungen, die uns betreffen, sind:
Störung der Ionosphäre, Unterbrechung der Funkkommunikation.
Erwärmung, daher würde die Ausdehnung der Atmosphäre Satelliten ziehen, ihre Umlaufbahnen verschlechtern und auch die Genauigkeit von GPS beeinträchtigen.
Von der Solar Weather-Site, eine wichtige Unterscheidung zwischen CMEs und Sonneneruptionen in Bezug darauf, wie sie die Erde beeinflussen:
Es ist wahrscheinlicher, dass koronale Massenauswürfe einen signifikanten Einfluss auf unsere Aktivitäten haben als Fackeln, weil sie mehr Material in ein größeres Volumen des interplanetaren Raums transportieren, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie mit der Erde interagieren. Während eine Eruption allein hochenergetische Teilchen in der Nähe der Sonne erzeugt, von denen einige in den interplanetaren Raum entweichen, treibt eine CME eine Stoßwelle an, die kontinuierlich energiereiche Teilchen erzeugen kann, während sie sich durch den interplanetaren Raum ausbreitet. Wenn ein CME die Erde erreicht, stört sein Aufprall die Magnetosphäre der Erde und löst einen geomagnetischen Sturm aus.
Sehr schwere CMEs können möglicherweise auch Stromnetze und Kommunikation stören.
Das Folgende sind größtenteils Auszüge aus einer Antwort, die ich unter https://physics.stackexchange.com/a/258093/59023 geschrieben habe .
Was sind die Hauptunterschiede zwischen Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfen?
Es gibt mehrere Unterschiede zwischen Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfen (CMEs), von denen letztere große Mengen (dh über Milliarden Tonnen) an Materie (in Form von Plasma ) beinhalten, um die Sonne zu verlassen.
Eine Sonneneruption wird wirklich durch die plötzliche Verstärkung von Röntgenstrahlen aus einem kleinen Bereich in der Sonnenkorona beschrieben. Sie können Ströme hochenergetischer Teilchen erzeugen, die als solare energetische Teilchen oder SEPs bezeichnet werden (CMEs können ebenfalls SEPs erzeugen), aber dies sind Ströme von Magnetfeld-ausgerichteten Teilchen, die sich von der Sonne weg ausbreiten. Sie können Energien bis zu ~GeV für Ionen und mehrere ~MeV für Elektronen haben, aber selten höher. Die Erdatmosphäre schirmt vieles davon hervorragend ab, und das umgebende Magnetfeld hilft auch, einige der einfallenden Teilchen "abzulenken".
Ein CME hingegen dehnt sich fast so schnell aus, wie es sich ausbreitet, was bedeutet, dass sein Krümmungsradius bis zum Erreichen der Erde fast 1 AE beträgt . Sie sind in der Tat ein großer „magnetischer Kolben“ (manchmal auch als magnetische Wolke oder Flussseil usw. bezeichnet), der Plasma an seiner Vorderkante auftürmt und ziemlich starke kollisionsfreie Schockwellen erzeugen kann . Die Magnetfeldausrichtung des Magnetkolbens ist sehr wichtig, da seine Ausrichtung relativ zum Erdmagnetfeld entweder zu einer kleinen Polarlichtreaktion oder zu einem großen geomagnetischen Sturm führen kann .
... was sie verursacht ...
Es wird angenommen, dass beide letztendlich aus einem Prozess hervorgehen, der als magnetische Wiederverbindung bezeichnet wird – ein Prozess, der zu einer Neukonfiguration der Magnetfeldtopologie und Umwandlung von magnetischer Energie in kinetische Energie von Massenpartikeln führt.
Im Fall von Fackeln führt die Wiederverbindung zu Jets hochenergetischer Elektronen und Protonen, die in die obere Sonnenatmosphäre einschlagen, was zu Röntgenstrahlen führt, die von dicker Bremsstrahlung des Ziels erzeugt werden .
Im Fall von CMEs führt die Wiederverbindung zur Freisetzung einer riesigen Plasmamenge, die oft in einer magnetischen Wolke eingeschlossen ist .
...was für Schäden können sie anrichten...
Siehe meine vorherigen Antworten unter https://physics.stackexchange.com/a/258093/59023 , https://physics.stackexchange.com/a/214509/59023 und https://physics.stackexchange.com/a/ 149199/59023 .
...was sind die Unterschiede in ihrer Zusammensetzung?
Wie ich oben erklärt habe, sind Flares nur Verstärkungen in Röntgenstrahlen, also gibt es keine Zusammensetzung. CMEs haben im Allgemeinen einen anderen Ladungszustand und eine andere Schwerionenzusammensetzung als der nominelle Sonnenwind .