Koronale Massenauswürfe (CMEs) sind große Ausstöße von Plasma und Magnetfeld aus der Sonnenkorona. Sie können Milliarden Tonnen koronales Material auswerfen und ein eingebettetes Magnetfeld (eingefroren im Fluss) tragen, das stärker ist als die Stärke des interplanetaren Magnetfelds (IMF) im Hintergrundwind. CMEs reisen mit Geschwindigkeiten von weniger als 250 Kilometern pro Sekunde (km/s) bis zu 3000 km/s von der Sonne nach außen., Die schnellsten erdgesteuerten CMEs können unseren Planeten in nur 15-18 Stunden erreichen. Langsamere CMEs können mehrere Tage dauern. Sie dehnen sich aus, wenn sie sich von der Sonne weg ausbreiten, und größere CMEs können eine Größe erreichen, die fast ein Viertel des Raums zwischen Erde und Sonne ausmacht, wenn sie unseren Planeten erreichen.
Die explosiveren CMEs beginnen im Allgemeinen, wenn stark verdrehte Magnetfeldstrukturen (Flussseile), die in der unteren Korona der Sonne enthalten sind, zu beansprucht werden und sich in eine weniger angespannte Konfiguration neu ausrichten – ein Prozess, der als magnetische Wiederverbindung bezeichnet wird., Dies kann zur plötzlichen Freisetzung elektromagnetischer Energie in Form einer Sonneneruption führen; was typischerweise mit der explosiven Beschleunigung von Plasma von der Sonne weg einhergeht – dem CME. Diese Arten von CMEs finden normalerweise in Bereichen der Sonne mit lokalisierten Feldern mit starkem und gestresstem Magnetfluss statt.wie aktive Regionen, die mit Sonnenfleckengruppen assoziiert sind. CMEs können auch an Orten auftreten, an denen relativ kühles und dichteres Plasma durch magnetischen Fluss eingeschlossen und suspendiert wird, der sich bis zu den inneren Koronafilamenten und – Vorsprüngen erstreckt., Wenn sich diese Flussseile neu konfigurieren, kann das dichtere Filament oder der Vorsprung auf die Sonnenoberfläche zurückfallen und leise resorbiert werden, oder es kann zu einem CME kommen. CMEs, die schneller als die Hintergrundwindgeschwindigkeit reisen, können eine Stoßwelle erzeugen. Diese Stoßwellen können geladene Teilchen vor ihnen beschleunigen – was zu erhöhtem Strahlungssturmpotential oder-intensität führt.
Wichtige CME-Parameter für die Analyse sind Größe, Geschwindigkeit und Richtung. Diese Eigenschaften werden aus den Coronagraph-Bildern von Orbitalsatelliten von SWPC-Prognostikern abgeleitet, um die Wahrscheinlichkeit eines Erdeinschlags zu bestimmen., Das NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) trägt ein coronograph – bekannt als das Large Angle and Spectrometric Coronograph (LASCO). Dieses Instrument verfügt über zwei Bereiche für die optische Bildgebung der Sonnenkorona: C2 (Abstandsbereich von 1,5 bis 6 Sonnenradien) und C3 (Bereich von 3 bis 32 Sonnenradien). Das LASCO-Instrument ist derzeit das primäre Mittel, mit dem Prognostiker CMEs analysieren und kategorisieren können; Ein weiterer Coronagraph befindet sich jedoch auf dem NASA-Stereo-A-Raumschiff als zusätzliche Quelle.,
Die bevorstehende CME-Ankunft wird zuerst vom Satelliten Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) im L1-Orbitalbereich beobachtet. Plötzlicher Anstieg der Dichte, Gesamtstärke des interplanetaren Magnetfelds (IMF) und der Sonnenwindgeschwindigkeit im DSCOVR-Raumschiff zeigen die Ankunft des CME-assoziierten interplanetaren Schocks vor der magnetischen Wolke an. Dies kann oft 15 bis 60 Minuten Vorwarnung vor Schock Ankunft auf der Erde – und alle möglichen plötzlichen Impuls oder plötzlichen Sturmbeginn; wie von erdgestützten Magnetometern registriert.,
Zu den wichtigen Aspekten eines ankommenden CME und seiner Wahrscheinlichkeit, ein intensiveres geomagnetisches Stürmen zu verursachen, gehören die Stärke und Richtung des IMF, beginnend mit der Ankunft des Stoßes, gefolgt von der Ankunft und dem Durchgang der Plasmawolke und dem eingefrorenen Magnetfeld. Intensivere geomagnetische Stürme werden begünstigt, wenn die CME-verstärkte Aktivität in einer nach Süden gerichteten Ausrichtung ausgeprägter und länger wird. Einige CMEs zeigen während ihres Durchgangs überwiegend eine Richtung des Magnetfeldes, während die meisten Feldrichtungen ändern, wenn das CME über die Erde verläuft., Im Allgemeinen haben CMEs, die die Magnetosphäre der Erde beeinflussen, irgendwann eine IMF-Orientierung, die die Erzeugung von geomagnetischem Stürmen begünstigt. Geomagnetische Stürme werden anhand einer fünfstufigen NOAA-Weltraumwetterskala klassifiziert. SWPC-Prognostiker diskutieren die Analyse und das geomagnetische Sturmpotential von CMEs in der Prognosediskussion und prognostizieren in der 3-Tagesprognose das Ausmaß des geomagnetischen Sturms.
* Bilder mit freundlicher Genehmigung der NASA und der SOHO-und STEREO-Missionen