Flares

Foto: SDO-Satellit (NASA)

Röntgenstrahlung

Die Aktivität auf der Sonne kann anhand ihrer emittiert Röntgenstrahlung gemessen werden. Die Intensität der Röntgenstrahlung wird in Watt pro Quadratmeter gemessen und der Übersicht halber in Klassen unterteilt: A, B, C, M und X. Zusätzlich werden die einzelnen Klassen noch untereinander aufgeteilt indem hinter der Klasse noch ein Dezimalwert geschrieben wird. Somit ergibt sich die folgende NOAA-Klassifizierung des Röntgenflusses:

Klasse NOAA-Klassifizierung
< M1 -
M1 - M5 R1 - Minor
M5 - X1 R2 - Moderate
X1 - X5 R3 - Strong
X5 - X10 R4 - Severe
> X10 R5 - Extreme

Quelle: NOAA/SWPC

Die GOES-Satelliten messen den aktuellen Röngtgenfluss und stellen ihre Daten in Echtzeit zur Verfügung. Das folgenden beiden Diagramme zeigen den aktuellen Röntgenfluss der letzten 6 Stunden (links) bzw. 3 Tage (rechts) und kennzeichnen die Intensität farblich. Befindet sich der Graph im grünen Bereich, dann ist der Röntgenfluss niedrig, befindet sich die Kurve im gelben oder roten Bereich, dann ist der Röntgenfluss hoch. Die Original-Daten stammen von den GOES-Satelliten des SWPC (NASA): X-Ray Flux

Live Plot

GOES X-Ray Flux (6 Stunden)

Live Plot

GOES X-Ray Flux (3 Tage)

Röntgenflares (X-Ray Flares)

Flares sind Eruptionen auf der Sonnenoberfläche, bei denen Strahlung (u.a. Röntgenstrahlung) emittiert wird und Materie (Teilchen) ausgeworfen wird, den sog. Koronalen Masseauswurf (KMA eng. CME). Die Röntgenstrahlung bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit und kann einige Minuten nach der Eruption von Satelliten gemessen werden. Diese Ausbrüche zeigen sich in den Diagrammen der GOES-Satelliten als plötzlichen Anstieg der Kurve und endet in einem "Pik". Je intensiver ein Ausbruch war, desto mehr verschiebt sich der Pik in den roten Bereich. Die Spitze des Piks gilt als 

Die Teilchen brauchen dagegen etwa zwei Tage bis sie die Erde erreichen und dann Polarlichter hervorrufen können. Nicht jeder Ausbruch hat einen CME zur Folge. Damit Polarlicht auftritt sollte möglichst viel Materie in Richtung Erde geschleudert werden.

Das Auftreten von Polarlichtern ist u.a. von folgenden Faktoren abhängig:

  • Flare-Klasse
    Ist ein X-Class Flare aufgetreten, sollte man auf jeden Fall die weitere Entwicklung im Auge behalten. Oft wird dann kurze Zeit später eine Polarlicht-Warnung oder ein Watch ausgegeben. Aber auch M oder sogar C-Klasse Flares haben schon für Polarlicht gesorgt.
  • Flaredauer
    Je länger ein Flare dauert, desto mehr Energie wird freigesetzt. Bei extrem langgezogenen Flares, spricht man von Long Duration (LD) Flares.
    Beispiel: LD Flare am 22.09.2011
    Im Gegensatz dazu ein ein extrem kurzer Flare.
  • Geschwindigkeit
    Je schneller der Masseauswurf unterwegs ist, desto höher sind die Chancen für Polarlichter auf der Erde. Das SWPC gibt regelmäßig Geschwindigkeitsanalysen in ihren Warnungen zu aktuellen Flares heraus.
  • Richtung
    Je zentraler ein Flare auftritt, desto wahrscheinlicher ist es, dass die ausgeworfene Materie in Richtung Erde fliegt. Sieht man auf den LASCO C2/C3 Instrument des SOHO-Satelliten einen CME der die Sonnenscheibe komplett umschließt, dann spricht man von einem sog. Full-Halo CME.

Impulsive Flares

Impulsive Flares sind sehr kurze und kräftige Ausbrüchen aus Sonnenfleckenregionen. Da sie sehr kurz sind, haben sie nicht genug Energie um einen CME zu produzieren.

Beispiel

Long Duration (LD) Flares

LD Flares erstrecken sich über mehrere Stunden hinweg und haben einen relativ langen Abfall. Im H-Alpha Bereich erkennt man, dass die ganze Fleckengruppe aufleuchtet. Diese Flares haben viel Potential und produzieren kräftige CMEs.

Hyder-Flares

Hyder-Flares entstehen durch Filamente die auf die Sonnenoberfläche fallen. Aufrund der starken Temperaturunterschiede explodiert die Materie förmlich und produziert starke Masseauswürfe (CMEs). Siehe Filamenteruption.

Beispiele Röntgenfluss

X-20 Flare

Bislang stärkster gemessener X-Ray Flare (X-28 - approximiert - am 04.11.2003)

X-Ray Flux 2004

Kompletter X-Ray Flux im Jahr 2004

M-Class Flares

M-Class Flares Anfang März 2011

Koronaler Masseauswurf (CME)

Wie bereits oben beschrieben, ist es wichtig, dass bei einem Flare möglichst viel Materie in Richtung Erde geschleudert wird. Die emittierte Materie eines CMEs kann auf den Aufnahmen des LASCO-Instruments des SOHO-Satelliten gesehen werden.

Live Plot

SOHO - LASCO C2

Live Plot

SOHO - LASCO C3

LASCO steht für Large Angle and Spectrometric Coronagraph und liefert meist das erste Anzeichen über das Auftreten eines CMEs. Tritt ein starker zentraler Flare auf, dann sollte man die obigen Bilder im Auge behalten und nach einem Full-Halo CME Ausschau halten. Das zweite Foto unten zeigt einen schönen Full-Halo CME vom 16. August 2001. Ein Full-Halo CME kann auch entstehen, wenn der CME auf der von der Erde abgewandten Seite auftritt.

Bei extrem starken CMEs kommt es zur "Schneebildung" auf den Aufnahmen des Satelliten. Ein schönes Beispiel hierfür ist im 3. Bild unten zu finden. Der Grund für das Schneegestöber ist, dass der sensible CCD-Chip einfach zu viele Photonen und Energie abbekommt.

Beispiele

CME auf LASCO C2

Seitwärts gerichteter CME, aufgenommen von der Raumsonde SOHO

Fullhalo CME

Erdgerichteter Fullhalo CME auf LASCO C3

Schnee auf LASCHO C3

"Schnee" auf LASCO C3 erzeugt durch ein starkes Protonen-Event

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