Sonnenaufflackern

Ein Sonnenaufflackern ist ein plötzliches Erhellen, das über die Oberfläche der Sonne oder das Sonnenglied beobachtet ist, das als eine große Energieausgabe von bis zu 6 × 10 Joule der Energie interpretiert wird. Ihnen wird von einer riesigen Kranz-Massenausweisung auch bekannt als einem CME (über eine sechste von der Gesamtenergie-Produktion der Sonne jede Sekunde oder 160,000,000,000 Megatonnen der TNT Entsprechung, mehr als 25,000mal mehr Energie hauptsächlich gefolgt, die vom Einfluss der Komet-Schuhmacher-Erhebung 9 mit Jupiter veröffentlicht ist). Das Aufflackern vertreibt Wolken von Elektronen, Ionen und Atomen durch die Korona in den Raum. Diese Wolken erreichen normalerweise Erde ein Tag oder zwei nach dem Ereignis. Der Begriff wird auch gebraucht, um sich auf ähnliche Phänomene in anderen Sternen zu beziehen, wo der Begriff Sternaufflackern gilt.

Sonnenaufflackern betreffen alle Schichten der Sonnenatmosphäre (Photobereich, chromosphere, und Korona), wenn das mittlere Plasma zu Dutzenden Millionen von kelvins und Elektronen, Protonen geheizt wird, und schwerere Ionen zur Nähe die Geschwindigkeit des Lichtes beschleunigt werden. Sie erzeugen Radiation über das elektromagnetische Spektrum an allen Wellenlängen von Funkwellen bis Gammastrahlung, obwohl der grösste Teil der Energie zu Frequenzen außerhalb der Sehreihe geht und aus diesem Grund die Mehrheit der Aufflackern zum nackten Auge nicht sichtbar ist und mit speziellen Instrumenten beobachtet werden muss. Aufflackern kommen in aktiven Gebieten um Sonnenflecke vor, wohin intensive magnetische Felder in den Photobereich eindringen, um die Korona mit dem Sonneninterieur zu verbinden.

Aufflackern werden durch das plötzliche (Zeitskalen von Minuten zu Zehnen von Minuten) Ausgabe der magnetischen in der Korona versorgten Energie angetrieben. Dieselben Energieausgaben können Kranz-Massenausweisungen (CME) erzeugen, obwohl die Beziehung zwischen CMEs und Aufflackern noch immer nicht gut gegründet wird.

Röntgenstrahlen und UV durch Sonnenaufflackern ausgestrahlte Radiation können die Ionosphäre der Erde betreffen und Langstreckenradiokommunikationen stören. Die direkte Radioemission an decimetric Wellenlängen kann Operation von Radaren und anderen Geräten stören, die an diesen Frequenzen funktionieren.

Sonnenaufflackern wurden zuerst auf der Sonne von Richard Christopher Carrington und unabhängig von Richard Hodgson 1859 als lokalisierter sichtbarer brightenings von kleinen Gebieten innerhalb einer Sonnenfleck-Gruppe beobachtet. Sternaufflackern sind auch auf einer Vielfalt anderer Sterne beobachtet worden.

Die Frequenz des Ereignisses von Sonnenaufflackern ändert sich, von mehreren pro Tag, wenn die Sonne zu weniger als einem jede Woche "besonders aktiv" ist, wenn die Sonne, im Anschluss an den 11-jährigen Zyklus (der Sonnenzyklus) "ruhig" ist. Große Aufflackern sind weniger häufig als kleinere.

Ursache

Aufflackern, kommen wenn beschleunigt, beladene Partikeln, hauptsächlich Elektronen vor, wirken mit dem Plasmamedium aufeinander. Wissenschaftliche Forschung hat gezeigt, dass das Phänomen der magnetischen Wiederverbindung für die Beschleunigung der beladenen Partikeln verantwortlich ist. 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 ist im Ursprung der Partikel-Beschleunigung. Das unverbundene magnetische spiralenförmige Feld und das Material, das es enthält, können nach außen das Formen einer Kranz-Massenausweisung gewaltsam ausbreiten. Das erklärt auch, warum Sonnenaufflackern normalerweise davon ausbrechen, was als die aktiven Gebiete auf der Sonne bekannt ist, wo magnetische Felder durchschnittlich viel stärker sind.

Obwohl es eine Einigkeit auf den Ursachen der Aufflackern gibt, sind die Details noch immer nicht weithin bekannt. Es ist nicht klar, wie die magnetische Energie in die Partikel kinetische Energie umgestaltet wird, noch es bekannt ist, wie die Partikeln zu Energien nicht weniger als 10 MeV (mega Elektronvolt) und darüber hinaus beschleunigt werden. Es gibt auch einige Widersprüchlichkeiten bezüglich der Gesamtzahl von beschleunigten Partikeln, die manchmal scheint, größer zu sein, als die Gesamtzahl in der Kranz-Schleife. Wir sind unfähig, Aufflackern sogar bis jetzt vorauszusagen.

Klassifikation

Sonnenaufflackern werden als A, B, C klassifiziert, M oder X gemäß dem Maximalfluss (in Watt pro Quadratmeter, W/m) 100 bis 800 picometer Röntgenstrahlen erdnah, wie gemessen, auf GEHT Raumfahrzeug.

Eine andere Aufflackern-Klassifikation basiert auf Hα geisterhaften Beobachtungen. Das Schema verwendet sowohl die Intensität als auch Oberfläche ausstrahlend. Die Klassifikation in der Intensität ist qualitativ, die Aufflackern als verweisend: (f) aint, (n) ormal oder (b) rilliant. Die Ausstrahlen-Oberfläche wird in Bezug auf Millionstel der Halbkugel gemessen und wird unten beschrieben (Das Gesamthalbkugel-Gebiet = 6.2 × 10 km.)

Ein Aufflackern wird dann klassifiziert, S oder eine Zahl nehmend, die seine Größe und einen Brief vertritt, der seine Maximalintensität, v.g vertritt.: Sn ist ein normales Subaufflackern.

Gefahren

Sonnenaufflackern beeinflussen stark das lokale Raumwetter in der Nähe von der Erde. Sie können Ströme von hoch energischen Partikeln im Sonnenwind erzeugen, der als ein Sonnenprotonenereignis, oder "Kranz-Massenausweisung" (CME) bekannt ist. Diese Partikeln können den magnetosphere der Erde zusammenpressen (sieh Hauptartikel am Geomagnetic-Sturm), und präsentieren Sie Strahlenrisikos dem Raumfahrzeug, den Astronauten und den Kosmonauten.

Massive Sonnenaufflackern werden manchmal mit Kranz-Massenausweisungen vereinigt, die Geomagnetic-Stürme auslösen können, die, wie man bekannt hat, elektrische Macht seit verlängerten Zeitspannen herausgeschlagen haben. Gemäß Matthew Stein würden viele hundert tausend von Meilen von Hochspannungslinien wie eine Antenne handeln, die den elektromagnetischen Puls von einem Sonnenaufflackern zu Tausenden von Transformatoren auf dem Macht-Bratrost in der Welt zieht. Viele Transformatoren konnten ausbrennen und schwierig sein zu ersetzen. Die Vereinigten Staaten. Kongresstafel hat gefunden, dass man zwei bis zehn Jahre brauchen konnte, um gerade die Transformatoren in Amerika zu ersetzen. Jedoch würden sich Amerikaner mit Europa, China und jedem sonst für die Transformator-Produktion bewerben müssen. Ohne Elektrizität hören Raffinerien und Tankstellen auf zu laufen. Lastwagen, die mit dem Essen für Städte geladet sind, hören auf zu laufen. Städte ohne Essen konnten Weltverhungern und Aufruhr verursachen.

Der weiche Röntgenstrahl-Fluss von X Klassenaufflackern vergrößert die Ionisation der oberen Atmosphäre, die Kurzwellenradiokommunikation stören kann und die Außenatmosphäre heizen und so die Schinderei auf niedrig umkreisenden Satelliten vergrößern kann, zu Augenhöhlenzerfall führend. Energische Partikeln im magnetosphere tragen zum Aurora-Nordlicht und der Aurora australis bei. Die Energie in der Form von harten Röntgenstrahlen kann zur Raumfahrzeugelektronik zerstörend sein und ist allgemein das Ergebnis der großen Plasmaausweisung im oberen chromosphere.

Die durch Kranz-Massenausweisungen aufgestellten Strahlengefahren sind eine Hauptsorge in Diskussionen einer besetzten Mission zu Mars, dem Mond oder den anderen Planeten. Energische Protone können den menschlichen Körper durchführen, biochemischen Schaden verursachend, eine Gefahr für Astronauten während des interplanetarischen Reisens präsentierend. Eine Art physische oder magnetische Abschirmung wäre erforderlich, die Astronauten zu schützen. Die meisten Protonenstürme nehmen mindestens zwei Stunden von der Zeit der Sehentdeckung, um die Bahn der Erde zu erreichen. Ein Sonnenaufflackern am 20. Januar 2005 hat die höchste Konzentration von jemals direkt gemessenen Protonen veröffentlicht, nur 15 Minuten nach der Beobachtung nehmend, um Erde zu erreichen, eine Geschwindigkeit von etwa einer dritter leichter Geschwindigkeit anzeigend, Astronauten nur 15 Minuten gebend, um Schutz zu erreichen.

Beobachtungen

Aufflackern erzeugen Radiation über das elektromagnetische Spektrum, obwohl mit der verschiedenen Intensität. Sie sind am weißen Licht nicht sehr intensiv, aber sie können an besonderen Atomlinien sehr hell sein. Sie erzeugen normalerweise bremsstrahlung in Röntgenstrahlen und Synchrotron-Radiation im Radio.

Geschichte

Optische Beobachtungen. Richard Carrington hat zum ersten Mal ein Aufflackern beobachtet, am 1. September 1859 das Image planend, das durch ein optisches Fernrohr ohne Filter erzeugt ist. Es war ein außerordentlich intensives weißes leichtes Aufflackern. Da Aufflackern reichliche Beträge der Radiation an Hα erzeugen, hinzufügend, dass ein schmaler (1 Å) passband Filter, der an dieser Wellenlänge zum optischen Fernrohr in den Mittelpunkt gestellt ist, die Beobachtung nicht sehr helle Aufflackern mit kleinen Fernrohren erlaubt. Seit Jahren war Hα die Hauptsache, wenn nicht das einzige, die Informationsquelle über Sonnenaufflackern. Andere passband Filter werden auch verwendet.

Radiobeobachtungen. Während des Zweiten Weltkriegs, am 25. und 26. Februar 1942, haben britische Radarmaschinenbediener Radiation beobachtet, die Stanley Hey als Sonnenemission interpretiert hat. Ihre Entdeckung ist zum Publikum bis zum Ende des Konflikts nicht gegangen. Derselbe Jahr-Southword hat auch die Sonne im Radio beobachtet, aber als mit Hey waren seine Beobachtungen nur nach 1945 bekannt. 1943 war Grote Reber erst, um radioastronomical Beobachtungen der Sonne an 160 MHz zu melden. Die schnelle Entwicklung von Radioastronomy hat neue Besonderheiten der Sonnentätigkeit wie Stürme und mit den Aufflackern verbundene Brüche offenbart. Heute beobachten gestützte radiotelescopes des Bodens die Sonne von ~100 MHz bis zu 400 GHz.

Raumfernrohre. Seit dem Anfang der Raumerforschung bringen Satelliten zu Raumfernrohren, die an Wellenlängen unter den UV arbeiten, die von der Atmosphäre völlig gefesselt sind, und wo Aufflackern sehr hell sein können. Seit den 1970er Jahren, GEHT Reihen von Satelliten beobachten die Sonne an Weichen Röntgenstrahlen, und ihre Beobachtungen sind das Standardmaß von Aufflackern geworden, in einem Sinn, der Hα Klassifikation verbannend. Harte Röntgenstrahlen wurden durch viele verschiedene Instrumente beobachtet, heute das wichtigste Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) seiend. Dennoch sind UV Beobachtungen heute die Sterne der Sonnenbildaufbereitung mit ihren unglaublichen feinen Details, die die Kompliziertheit der Sonnenkorona offenbaren. Raumfahrzeug kann auch Radioentdecker an sehr sehr langen Wellenlängen bringen (als lange als einige km), der sich durch die Ionosphäre nicht fortpflanzen kann.

Optische Fernrohre

Radiofernrohre

  • Nançay Radioheliographe ist ein interferometer, der aus 48 Antennen zusammengesetzt ist, die an Wellenlängen des Meters-Dezimeters beobachten. Der radioheliographe wird an der Nançay Radiosternwarte (Frankreich) installiert.
  • Tal von Owens Sonnenreihe ist ein Radio interferometer bedient vom Institut von New Jersey für die Technologie, die aus 7 antenas das Beobachten von 1 bis 18 GHz sowohl in verlassenem als auch in richtige kreisförmige Polarisation besteht. OVSA wird im Tal von Owens gelegen, Kalifornien, (die USA), ist jetzt unter der Reform, zu 15 die Gesamtzahl von Antennen zunehmend und sein Regelsystem befördernd.
  • Nobeyama Radioheliograph ist ein interferometer, der an der Nobeyama Radiosternwarte (Japan) installiert ist, das durch 84 kleine (80 Cm) Antennen, mit Empfängern an 17 GHz gebildet ist (verlassen und richtige Polarisation) und 34 GHz, die gleichzeitig funktionieren. Es beobachtet unaufhörlich die Sonne, tägliche Schnellschüsse erzeugend. (Sieh Verbindung)
  • Nobeyama Radiopolarimeters sind eine Reihe von Radiofernrohren, die an der Nobeyama Radiosternwarte installiert ist, die unaufhörlich die volle Sonne (keine Images) an den Frequenzen 1, 2, 3.75, 9.4, 17, 35, und 80 GHz bei der linken und richtigen kreisförmigen Polarisation beobachtet.
  • Sonnensubmillimeter-Fernrohr ist ein einzelnes Teller-Fernrohr, das unaufhörlich die Sonne an 212 und 405 GHz beobachtet. Es wird an Complejo Astronomico El Leoncito in Argentinien installiert. Es hat eine im Brennpunkt stehende Reihe, die durch 4 Balken an 212 GHz und 2 an 405 GHz zusammengesetzt ist, deshalb kann es sofort die Position der Ausstrahlen-Quelle ausfindig machen. SST ist das einzige Sonnensubmillimeter-Fernrohr zurzeit in der Operation.

Raumfernrohre

Die folgenden Raumfahrzeugmissionen haben Aufflackern als ihr Hauptbeobachtungsziel.

  • Yohkoh - Der Yohkoh (ursprünglich SonnenA) Raumfahrzeug hat die Sonne mit einer Vielfalt von Instrumenten von seinem Start 1991 bis zu seinem Misserfolg 2001 beobachtet. Die Beobachtungen haben eine Periode von einem Sonnenmaximum bis das folgende abgemessen. Zwei Instrumente des besonderen Gebrauches für Aufflackern-Beobachtungen waren Soft X-ray Telescope (SXT), ein flüchtig blickendes Vorkommen niedriges Energieröntgenstrahl-Fernrohr für Foton-Energien des Auftrags 1 keV und Hard X-ray Telescope (HXT), ein collimation das Zählen des Instrumentes, das Images in höheren Energieröntgenstrahlen (15-92 keV) durch die Bildsynthese erzeugt hat.
  • WIND - Das Windraumfahrzeug wird der Studie des interplanetarischen Mediums gewidmet. Da der Sonnenwind sein Hauptfahrer ist, können Sonnenaufflackern-Effekten mit den Instrumenten an Bord des Winds verfolgt werden. Einige der WIND-Experimente sind: ein sehr niedriges Frequenzspektrometer, (WELLEN), Partikel-Entdecker (EPACT, SWE) und ein Magnetometer (MFI).
  • GEHT - GEHT Raumfahrzeuge sind Satelliten in geostationären Bahnen um die Erde, die den weichen Röntgenstrahl-Fluss von der Sonne seit der Mitte der 1970er Jahre im Anschluss an den Gebrauch von ähnlichen Instrumenten auf den Satelliten von Solrad gemessen haben. GEHT Röntgenstrahl-Beobachtungen werden allgemein verwendet, um Aufflackern, mit A, B, C, M und X vertretenden verschiedenen Mächten zehn zu klassifizieren — ein X-Klassenaufflackern hat einen Å 1-8 Maximalfluss über 0.0001 W/m.
  • RHESSI - Der Reuven Ramaty Hohe Energie Geisterhafter Sonnenimager wird entworfen, um Sonnenaufflackern in energischen Fotonen vom weichen X Strahlen (~3 keV) zur Gammastrahlung (bis zu ~20 MeV) darzustellen und hoher Entschlossenheitsspektroskopie bis zu Gammastrahl-Energien von ~20 MeV zur Verfügung zu stellen. Außerdem hat es die Fähigkeit, räumlich aufgelöste Spektroskopie mit der hohen geisterhaften Entschlossenheit durchzuführen.
  • SOHO - Die Heliospheric und Sonnensternwarte ist Kollaboration zwischen dem ESA und NASA, die in der Operation seit dem Dezember 1995 ist. Es trägt 12 verschiedene Instrumente, unter ihnen das Äußerste ultraviolette Bildaufbereitungsfernrohr (EIT), das Laboratorium für die Analyse von Organisatorischen Nachrichtensystemen (LASCO) und Michelson Doppler Imager (MDI).
  • SPUR - Der Transistorübergangsbereich- und Kranz-Forscher ist eine NASA Kleines Forscher-Programm (SMEX), um die Sonnenkorona und den Transistorübergangsbereich an der hohen winkeligen und zeitlichen Entschlossenheit darzustellen. Es hat passband Filter an 173 Å, 195 Å, 284 Å, 1600 Å mit einer Raumentschlossenheit von 0.5 Kreisbogen sec, dem besten in diesen Wellenlängen.
  • SDO - Die Sonnendynamik-Sternwarte ist ein aus 3 verschiedenen Instrumenten zusammengesetztes Projekt von NASA: Helioseismic und Magnetic Imager (HMI), Atmospheric Imaging Assembly (AIA) und das Äußerste Ultraviolette Veränderlichkeitsexperiment (VORABEND). Es ist in der Operation seit dem Februar 2010.
  • Hinode - Das Raumfahrzeug von Hinode, ursprünglich genannter SonnenB, wurde von der Raumfahrterforschungsagentur von Japan im September 2006 gestartet, um Sonnenaufflackern im genaueren Detail zu beobachten. Seine Instrumentierung, die durch eine internationale Kollaboration einschließlich Norwegens, Vereinigten Königreichs geliefert ist., die Vereinigten Staaten und Afrika konzentrieren sich auf die starken magnetischen Felder, die vorgehabt sind, die Quelle von Sonnenaufflackern zu sein. Solche Studien werfen Licht auf die Ursachen dieser Tätigkeit, vielleicht helfend, zukünftige Aufflackern vorauszusagen und so ihre gefährlichen Effekten auf Satelliten und Astronauten zu minimieren.

Beispiele von großen Sonnenaufflackern

Das stärkste jemals beobachtete Aufflackern war das erste, das am 1. September 1859 zu beobachten ist, und wurde vom britischen Astronomen Richard Carrington und unabhängig von einem Beobachter genannt Richard Hodgson berichtet. Das Ereignis wird den Sonnensturm von 1859 oder das "Ereignis von Carrington" genannt. Das Aufflackern war zu einem nackten Auge (im weißen Licht) sichtbar, und hat atemberaubende Aurora unten zu tropischen Breiten wie Kuba oder die Hawaiiinseln erzeugt, und hat Telegraf-Systeme in Brand gesteckt. Das Aufflackern hat eine Spur im Eis von Grönland in der Form von Nitraten und Beryllium 10 verlassen, die seiner Kraft erlauben, heute (Neuer Wissenschaftler, 2005) gemessen zu werden. Cliver & Salvgaard (2004) hat die Effekten dieses Aufflackerns und im Vergleich zu anderen Ereignissen der letzten 150 Jahre wieder aufgebaut. In ihren Wörtern: Während das 1859-Ereignis nahe Rivalen oder Vorgesetzte in jeder der obengenannten Kategorien der Raumwettertätigkeit hat, ist es das einzige dokumentierte Ereignis der letzten 150 Jahre, das an oder in der Nähe von der Spitze von allen Listen erscheint.

In modernen Zeiten ist das größte mit Instrumenten gemessene Sonnenaufflackern am 4. November 2003 vorgekommen. Dieses Ereignis hat gesättigt GEHT Entdecker, und wegen dieser seiner Klassifikation sind nur ungefähr. Am Anfang GEHT das Extrapolieren Kurve, es wurde an X28 angepflockt. Die spätere Analyse der ionosphärischen Effekten hat angedeutet, diese Schätzung zu X45 zu vergrößern. Dieses Ereignis hat die ersten klaren Beweise eines neuen geisterhaften Bestandteils über 100 GHz erzeugt.

Andere große Sonnenaufflackern sind auch am 2. April 2001 (X20), am 28. Oktober 2003 (X17.2 & X10), am 7. September 2005 (X17), am 17. Februar 2011 (X2), am 9. August 2011 (X6.9) und am 7. März 2012 (X5.4) vorgekommen.

Aufflackern-Spray

Aufflackern-Sprays sind ein Typ des mit Sonnenaufflackern vereinigten Ausbruchs. Sie schließen schnellere Ausweisungen des Materials ein als eruptive Bekanntheiten, und erreichen Geschwindigkeiten von 500 bis 1200 Kilometern pro Sekunde.

Vorhersage

Aktuelle Methoden der Aufflackern-Vorhersage sind problematisch, und es gibt keine bestimmte Anzeige, dass ein aktives Gebiet auf der Sonne ein Aufflackern erzeugen wird. Jedoch entsprechen viele Eigenschaften von Sonnenflecken und aktiven Gebieten dem Flackern. Zum Beispiel erzeugen magnetisch komplizierte Gebiete (gestützt auf der Gesichtslinie magnetisches Feld) genannt Delta-Punkte größte Aufflackern. Ein einfaches Schema der Sonnenfleck-Klassifikation wegen McIntoshs wird als ein Startpunkt für die Aufflackern-Vorhersage allgemein verwendet. Vorhersagen werden gewöhnlich in Bezug auf Wahrscheinlichkeiten für das Ereignis von Aufflackern über der M festgesetzt, oder X GEHT Klasse innerhalb von 24 oder 48 Stunden. Die amerikanische Nationale Ozeanische und Atmosphärische Regierung (NOAA) gibt Vorhersagen dieser Art aus.

Siehe auch

Liste von Plasma (Physik) Artikel
  • Mewaldt, R.A. u. a. 2005. Raumwetterimplikationen vom 20. Januar 2005 energisches Sonnenpartikel-Ereignis. Gemeinsame Sitzung der amerikanischen Geophysikalischen Vereinigung und der Sonnenphysik-Abteilung der amerikanischen Astronomischen Gesellschaft. Mai 23-27. New Orleans. Auszug.
  • Sonnenaufflackern Video von NASA von 2003
  • Sonnenflares Solar & Heliospheric Observatory Video von 2002

Links


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